FI95960C

FI95960C - Method and apparatus for emergency stopping a wind power station

Info

Publication number: FI95960C
Application number: FI932916A
Authority: FI
Inventors: Kari Rajalahti
Original assignee: Kari Rajalahti
Priority date: 1993-06-23
Filing date: 1993-06-23
Publication date: 1996-04-10
Also published as: AU7001594A; FI95960B; FI932916A0; WO1995000757A1; FI932916A

Description

9596095960

Menetelmä ja laite tuulivoimalan turvapysäytystä vartenMethod and device for safety shutdown of a wind power plant

Keksinnön kohteena on menetelmä tuulivoimalan turvapysäytystä varten, jossa tuuliroottorin, koneiston, run-5 ko-osan ja kääntölaitteen muodostama kokonaisuus kääntyy kannatinrakenteen pystyakselin ympäri ja jossa turvapysäy-tyksessä tuuliroottoria ja koneistoa käännetään kannatin-rakenteeseen nähden vaaka-akselin ympäri tuuliroottorin ja tuulen kohtauskulman pienentämiseksi 10 Edelleen keksinnön kohteena on laite tuulivoimalan turvapysäytystä varten, joka tuulivoimala koostuu tuuli-roottorista, tuuliroottorin pyörittämäksi kytketystä koneistosta, runko-osasta, johon koneisto on kytketty vaaka-akselin ympäri kääntyväksi, kääntölaitteesta, joka on kyt-15 ketty vaikuttamaan runko-osan ja koneiston väliseen kulmaan, laakeroinnista, joka koostuu holkkiosasta ja laakereista, jolloin tuuliroottorin, koneiston, runko-osan ja kääntölaitteen muodostama kokonaisuus on kytketty kääntymään kannatinrakenteen pystyakselin ympäri.The invention relates to a method for a safety stop of a wind turbine, in which the wind rotor, the machine, the run-5 part and the turning device turn around the vertical axis of the support structure and in which the wind rotor and the machine are turned about the horizontal axis with respect to the support structure. The invention further relates to a device for a safety stop of a wind turbine, which wind turbine consists of a wind rotor, a mechanism connected to rotate the wind rotor, a body part to which the mechanism is connected to rotate about a horizontal axis, a turning device connected to act between the body part and the mechanism. at an angle, a bearing consisting of a sleeve part and bearings, the assembly consisting of the wind rotor, the mechanism, the body part and the turning device being connected to pivot about a vertical axis of the support structure.

20 Perinteisissä tuulivoimaloissa vaihtelevat niiden turvapysäytystavat suuresti tuulivoimalan koon vaihdellessa. Vastaavasti tuulivoimaloiden suuntaaminen tuuleen tapahtuu monilla eri tavoin. Esimerkiksi suurissa tuulivoimaloissa joudutaan ensiksi vapauttamaan koneisto-osa si-25 ten, että se pääsee kääntymään kannatinakselin ympäri ja vasta tämän jälkeen koneisto-osa voidaan suunnata esimerkiksi sähkömoottoreiden avulla siten, että roottoripinta on tuuliolosuhteeseen nähden parhaimmillaan, jonka jälkeen koneisto-osa lukitaan paikalleen esimerkiksi kitkakytki-30 mellä. Tällöin kyseisten laitteiden käyttäminen esimerkiksi turvapysäytyksissä on hidasta, ja niiden käyttö vaatii jatkuvaa huoltoa ja silmälläpitoa monimutkaisen rakenteen vuoksi.20 In conventional wind turbines, their safety shutdown methods vary widely as the size of the wind turbine varies. Similarly, wind power is directed to the wind in many different ways. For example, in large wind turbines, the machine part must first be released so that it can pivot about the support axis, and only then can the machine part be oriented, for example by electric motors, so that the rotor surface is at its best in relation to wind conditions; -30 mell. In this case, the use of such devices, for example in safety stops, is slow and their use requires constant maintenance and attention due to the complex structure.

US-julkaisussa 4 674 954 on esitetty säätöjärjes-35 telmä roottorin suuntaamiseksi, jossa suuntaus tapahtuu 95960 2 tuuliroottoriin ja koneistoon kytketyn peräsimen avulla. Peräsin on kytketty koneistoon hydraulisylinterin avulla, jolloin pidennettäessä hydraulisylinterin vartta saadaan peräsimen asentoa koneistoon nähden muutettua. Säätöjär-5 jestelmän tarkoituksena on lähinnä kompensoida puuskaisen tuulen vaikutukset tuuliroottoriin, jolloin peräsintä nopeasti liikuttamalla hydraulisylinterin avulla voidaan tuuliroottorin kohtauskulmaa tuuleen nähden muuttaa. Kyseisellä laitteistolla ei kuitenkaan voida suorittaa voi-10 malaitoksen turvapysäytystä, koska sen avulla ei voida muuttaa tuuliroottorin asentoa niin, että tuuli ei siihen pääsisi vaikuttamaan. Vastaavasti koneiston asemaa tuuli-roottoreineen ei voida lukita kannatinpalkkiin nähden paikalleen.U.S. Pat. No. 4,674,954 discloses a control system for orienting a rotor, in which the orientation takes place by means of a rudder connected to a wind turbine and a machine. The rudder is connected to the machine by means of a hydraulic cylinder, so that by extending the arm of the hydraulic cylinder, the position of the rudder relative to the machine can be changed. The purpose of the control system-5 is mainly to compensate for the effects of gusting wind on the wind rotor, so that by rapidly moving the rudder by means of a hydraulic cylinder, the angle of attack of the wind rotor with respect to the wind can be changed. However, this equipment cannot be used to perform a safety shutdown of the power plant, as it cannot be used to change the position of the wind rotor in such a way that it cannot be affected by the wind. Correspondingly, the position of the machine with its wind rotors cannot be locked in place relative to the support beam.

15 FI-hakemuksessa 813 150 on esitetty eräänlainen tuulivoimalan varmuuslaite, jossa erittäin voimakkaan tuulen vaikutuksesta kiertyy turbiini siten, että sen pyörin-tätaso tulee yhdensuuntaiseksi tuulen kanssa. Laitteisto edellyttää monimutkaisia tuulen nopeuden ja voimakkuuden 20 tunnistavia laitteita sekä monimutkaisia säätölaitteita, eikä järjestelmällä voida riittävästi minimoida tuulen vaikutusta koneistoon ja turbiiniin. Vastaavasti mekaanisesta toteutuksesta tulee monimutkainen ja siten kallis.15 FI application 813 150 discloses a kind of safety device for a wind power plant, in which the turbine rotates under the effect of a very strong wind so that its plane of rotation becomes parallel to the wind. The equipment requires complex devices for detecting the speed and intensity of the wind 20 as well as complex control devices, and the system cannot sufficiently minimize the effect of the wind on the machinery and the turbine. Correspondingly, the mechanical implementation becomes complex and thus expensive.

GB-julkaisussa 2 107 794 on esitelty laitteisto, 25 jolla vähennetään tuuliroottorin ja koneiston värähtelyä tuulen voimakkuuden vaihdellessa. Kyseisessä laitteessa tuuliroottori koneistoineen kytketään vaimennusjousen välityksellä peräsinosaan, jolloin tuulen painaessa voimakkaasti tuuliroottoria vasten voi tuuliroottori koneistoi-30 neen kääntyä siten, että tuuliroottori on lähes vaakasuuntainen. Tuulen voimakkuuden pienentyessä jousivaimennin asettaa koneiston tuuliroottoreineen normaaliin toimintatilaan. Laitteistolla ei kuitenkaan voida asettaa tuuliroottoria esimerkiksi turvapysäytyksen yhteydessä pysyväs-35 ti siten, että sen kohtauspinta tuuleen nähden olisi pie- li 95960 3 nin mahdollinen. Laitteiston tehtävänä on vain vaimentaa kovassa tuulessa tuuliroottorin ja koneiston liikkeitä pysty- ja vaakatason välillä.GB 2,107,794 discloses an apparatus 25 for reducing the vibration of a wind rotor and a machine as the wind intensity varies. In this device, the wind rotor with its machinery is connected to the rudder part by means of a damping spring, whereby when the wind presses hard against the wind rotor, the wind rotor can rotate so that the wind rotor is almost horizontal. As the wind strength decreases, the spring damper puts the machine with its wind rotors in normal operating mode. However, the equipment cannot be used to set the wind rotor permanently, for example in connection with a safety stop, so that its contact surface with respect to the wind would be as small as 95960 3 nin. The purpose of the equipment is only to dampen the movements of the wind rotor and the machine between the vertical and horizontal planes in strong winds.

US-julkaisussa 4 449 889 on esitetty tuulimylly, 5 jossa voimakkaan tuulen vaikutuksesta tuuliroottori kääntyy lähes vaaka-asentoon. Edelleen vielä voimakkaamman tuulen vaikutuksesta ohjaa peräsin tuuliroottorin asemaa vielä vaakasuuntaisemmaksi, jolloin tuuliroottorin pyörin-tänopeus pienenee tuulen kohtauskulman pienentyessä. Koko 10 koneisto pääsee kuitenkin kääntymään kannatinrakenteiden ympäri, jolloin tuulen suunnan muuttuessa puuskittaisesti kääntyilee tuuliroottori koneistoineen ja peräsimineen kannatinrakenteidensa ympäri. Tällöin rakenteisiin aiheutuu äkillisistä suunnan muutoksista suuria rasituksia, 15 joiden vuoksi rakenteet on mitoitettava erittäin suurta varmuuskerrointa käyttäen. Tämän seurauksena myös valmistuskustannukset nousevat erittäin suuriksi.U.S. Pat. No. 4,449,889 discloses a windmill 5 in which, due to strong winds, the wind rotor turns almost horizontally. Under the influence of an even stronger wind, the rudder steers the position of the wind rotor even more horizontally, whereby the rotational speed of the wind rotor decreases as the angle of impact of the wind decreases. However, the entire machinery 10 can turn around the support structures, whereby when the wind direction changes spasmodically, the wind rotor with its machinery and rudder turns around its support structures. In this case, the sudden changes in direction cause great stresses on the structures, 15 which means that the structures must be dimensioned using a very high safety factor. As a result, manufacturing costs also become very high.

EP-julkaisussa 033 258 on esitetty tuulivoimala, jossa tuuliroottori suunnataan tuuleen erillisen laitteis-20 ton avulla. Laitteisto on kytketty ketjuvälitteisesti koneiston pystyakselille. Vastaavasti tuuliroottori saadaan käännettyä vaaka-asentoon erillisen karamoottorin avulla. Edelleen karamoottorilla voidaan säätää myös tuulirootto-.. rin asemaa pystytason ja vaakatason välillä. Voimakkaassa 25 tuulessa tuuliroottori käännetään vaakatasoon ja koneisto lukitaan pystyakselin ympäri kääntymättömäksi ketjuvälit-teisen toimilaitteen avulla. Kyseinen ketjuvälitteinen toimilaite ei kuitenkaan kestä suuria rasituksia ja turva-pysäytyslaitteena voi aiheuttaa helposti vaaratilanteita 30 ja näin ollen suuren vaurioitumisriskin vuoksi aiheuttaa laitteen käyttäjälle suurempia käyttökustannuksia. Vastaavasti monimutkainen toteutustapa nostaa laitteen valmistuskustannukset erittäin suuriksi, jolloin laitteiston käyttäminen esimerkiksi maatilojen yhteydessä käy kannat-35 tamattomaksi.EP 033 258 discloses a wind power plant in which a wind rotor is directed at the wind by means of a separate device. The equipment is connected via a chain to the vertical axis of the machine. Correspondingly, the wind rotor can be turned to a horizontal position by means of a separate spindle motor. Furthermore, the position of the wind rotor between the vertical and horizontal plane can also be adjusted with the spindle motor. In a strong 25 wind, the wind rotor is turned horizontally and the machine is locked around the vertical axis so as to be rotated by means of a chain-actuated actuator. However, this chain-actuated actuator cannot withstand high loads and, as a safety stop device, can easily cause dangerous situations 30 and thus, due to the high risk of damage, cause higher operating costs for the user of the device. Correspondingly, the complex implementation increases the manufacturing costs of the device to a very high extent, whereby the use of the device, for example in connection with farms, becomes unprofitable.

4 95960 Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä ja laite, jolla tuulivoimalan turvapysäytys on helppo ja yksinkertainen toteuttaa ja on käyttäjän kannalta toimintavarma.The object of the present invention is to provide a method and a device with which the safety shutdown of a wind power plant is easy and simple to implement and is reliable for the user.

5 Tälle menetelmälle on tunnusomaista se, että tuuli voimalan tuuliroottorin, koneiston, runko-osan ja kääntö-laitteen muodostama kokonaisuus kytketään kannatinraken-teen pystyakseliin nähden vaakatasossa kääntymättömäksi.5 This method is characterized in that the assembly formed by the wind rotor, the machine, the body part and the turning device of the wind power plant is connected so as to be non-rotatable with respect to the vertical axis of the support structure.

Edelleen tälle laitteelle on tunnusomaista se, että 10 kannatinrakenteen yläosassa on lukituselin, että lukitus- elin on kytketty vaikuttamaan tuuliroottorin, koneiston, runko-osan ja kääntölaitteen muodostamaan kokonaisuuteen niin, että käännettäessä tuuliroottorin, koneiston, runko-osan ja kääntölaitteen muodostama kokonaisuus lukittuu 15 kannatinrakenteen pystyakseliin nähden vaakatasossa kään tymättömäksi .Furthermore, this device is characterized in that the upper part of the support structure 10 has a locking member, that the locking member is connected to act on the wind rotor, machine, body and turning device assembly so that when turning the wind rotor, mechanism, body part and turning device horizontal in relation to the vertical axis.

Menetelmän olennainen ajatus on siinä, että liian voimakkaassa tuulessa tai vastaavasti sähkögeneraattorin ryntäyksen tapahduttua suoritetaan voimalan turvapysäytys 20 ja käännetään tuuliroottori vaakatasoon siten, että koh-tauskulma tuulen kanssa on mahdollisimman pieni. Vastaavasti olennainen ajatus on, että turvapysäytyksen tapahtuessa tuuliroottorin ja koneiston muodostama kannatinra-kenteen pystyakselin ympäri pyörivä kokonaisuus lukitaan 25 paikalleen, jolloin tuuli ei pääse kääntämään tuuliroottorin ja koneiston muodostamaa kokonaisuutta kannatinraken-teen pystyakselin suhteen vaan se pysyy asentoonsa lukittuna. Näin ollen pyörivän tuuliroottorin asennon muutoksesta aiheutuvat hyrrävoimat eivät pääse kääntämään tuuli-30 roottorin ja koneiston muodostamaa kokonaisuutta kannatin-rakenteen pystyakselin ympäri turvapysäytyksen aikana.The essential idea of the method is that in too strong a wind or correspondingly after an electric generator has rushed, a safety stop 20 of the power plant is performed and the wind rotor is turned horizontally so that the angle of contact with the wind is as small as possible. Correspondingly, the essential idea is that when a safety stop occurs, the unit rotating around the vertical axis of the support structure formed by the wind rotor and the machine is locked in place, so that the wind cannot rotate the wind rotor and the machine relative to the vertical axis of the support structure. Thus, the vortex forces caused by the change in the position of the rotating wind rotor cannot turn the assembly formed by the wind-30 rotor and the machine around the vertical axis of the support structure during the safety stop.

Keksinnön mukaisen laitteen olennainen ajatus on siinä, että sen lukitustoiminto on kytketty turvapysäytyksen yhteydessä tapahtuvaan tuuliroottorin kääntämiseen 35 vaakatasoon, jolloin mahdollisimman aikaisessa vaiheessa 11 5 95960 lukituselin lukitsee tuuliroottorin ja koneiston muodostaman kokonaisuuden kääntymättömäksi kannatinrakenteen pystyakseliin nähden. Edelleen oleellinen ajatus on, että elimet toteutetaan mekaanisesti, jolloin se saadaan raken-5 teeltaan mahdollisimman yksinkertaiseksi.The essential idea of the device according to the invention is that its locking function is connected to the horizontal rotation of the wind rotor 35 in connection with a safety stop, whereby at the earliest possible stage the locking member locks the wind rotor and the machine assembly so as not to rotate relative to the vertical axis of the support structure. A further essential idea is that the organs are implemented mechanically, making it as simple as possible in structure.

Keksinnön mukaisen menetelmän etuna on, että turva-pysäytys voidaan suorittaa täysin hallitusti, eikä tuuliroottorin ja koneiston muodostama kokonaisuus pääse kääntymään tuulen ja hyrrävoimien vaikutuksesta siten, että 10 rakenteisiin kohdistuisi suuria rasituksia. Näin ollen tuulivoimala voidaan suunnitella erittäin pienellä var-muuskertoimella, jolloin kokonaisuudesta muodostuu valmistuskustannuksiltaan edullinen ja samalla helppo toteuttaa. Vastaavasti laitteen olennaisena etuna on sen yksinkertai-15 suus, jolloin edullisimmillaan yhden liikkuvan osan avulla saadaan aikaiseksi hallittu tuuliroottorin ja koneiston muodostaman kokonaisuuden lukitseminen kannatinrakenteen suhteen. Edelleen yksinkertainen ratkaisu voidaan sijoittaa koneiston ja kannatinrakenteen laakeroinnin sisälle, 20 jolloin se ei vie ylimääräistä tilaa.The advantage of the method according to the invention is that the safety stop can be carried out in a completely controlled manner, and the assembly formed by the wind rotor and the machinery cannot turn under the influence of wind and eddy forces so that the structures are subjected to high stresses. Thus, a wind power plant can be designed with a very low safety factor, which makes the unit low in terms of manufacturing costs and at the same time easy to implement. Correspondingly, the essential advantage of the device is its simplicity, whereby, at its most advantageous, by means of a single moving part, a controlled locking of the assembly formed by the wind rotor and the machinery with respect to the support structure can be achieved. Furthermore, a simple solution can be placed inside the bearing of the mechanism and the support structure, whereby it does not take up extra space.

Keksintöä selitetään tarkemmin seuraavissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista turvapysäytys-laitetta tuulivoimalan ollessa käytössä ja *. 25 kuviossa 2 esitetään tuulivoimalaa turvapysäytys- vaiheessa.The invention is explained in more detail in the following drawings, in which Figure 1 shows a safety stop device according to the invention when a wind turbine is in use and *. Figure 2 shows a wind turbine in a safety stop phase.

Kuviossa 1 on esitetty tuulivoimala 1, joka koostuu tuuliroottorista 2, koneistosta 3, runko-osasta 4 sekä kannatinrakenteesta 5. Tuuliroottori, joka sinänsä on täy-30 sin tunnettu, eikä siihen tässä hakemuksessa sen tarkemmin puututa, on kytketty koneistoon 3 akselilla 6. Koneisto 3 sulkee sisäänsä tarvittavat laitteet sähkön synnyttämiseksi, kuten muun muassa sähkögeneraattorin ja ohjausyksikön, jolla sähkögeneraattorin tuottamaa tehoa voidaan mitata ja 35 säätää. Vastaavasti koneistoon 3 on sijoitettu myös kyt- 6 55960 kinyksikkö, jolla voidaan erottaa sähkögeneraattori syötettävästä verkosta. Kuvion 1 esittämä tuulivoimala 1 on vapaasti tuuleen hakeutuva voimala, jolloin tuullessa nuolen A suunnasta kääntää tuuli tuuliroottoria 2 ja vastaa-5 vasti tuuliroottoriin 2 akselin 6 välityksellä kytkettyä koneiston 3 sähkögeneraattoria, jolloin saadaan aikaiseksi sähköenergiaa sähköverkkoon syötettäväksi. Runko-osa 4 on liitetty kannatinrakenteeseen 5 laakeroinnin 7 avulla. Laakerointi 7 koostuu holkkiosasta 8, joka on kiinnitetty 10 runko-osaan 4 ja holkkiosan 8 ja kannatinrakenteen 5 välillä olevista laakereista 9a ja 9b. Näin ollen kokonaisuus, joka muodostuu tuuliroottorista 2, koneistosta 3, runko-osasta 4 sekä niihin liitetyistä laitteista, pääsee kääntymään laakeroinnin avulla vapaasti tuulen suuntaisek-15 si kannatinrungon 5 pystyakselin ympäri. Runko-osaan 4 on edelleen kytketty kääntölaite 10, joka voi kääntyä akselin 11 ympäri. Vastaavasti kääntölaitteen 10, joka voi edullisimmillaan olla hydraulisylinteri, toinen pää on kiinnitetty koneistoon 3 akselilla 12 akselin 12 ympäri käänty-20 väksi. Koneisto 3 on kiinnitetty runko-osaan 4 toisesta päästään akselin 13 ympäri kääntyväksi. Kannatinrakenteeseen 5 laakeroinnin 7 keskelle on sijoitettu lukituselin 14, joka edullisimmillaan koostuu jousesta 15 ja urakytki-mestä 16. Kannatinrakenne 5 on kiinnitetty maahan sinäl-25 lään tunnetulla tavalla, eikä siihen tässä hakemuksessa sen tarkemmin puututa. Edelleen on huomattava, että koneiston 3 erilliset sähköohjainpiirit ja sähkökytkin-laitteet voidaan sijoittaa myös tuulivoimalan jalustan yhteyteen, jolloin itse tuuliroottorin, koneiston ja run-30 ko-osan kokonaisuudesta saadaan yksinkertainen ja toimintavarma kokonaisuus.Figure 1 shows a wind turbine 1 consisting of a wind rotor 2, a mechanism 3, a frame part 4 and a support structure 5. The wind rotor, which is fully known per se and will not be discussed in more detail in this application, is connected to the mechanism 3 by a shaft 6. The mechanism 3 encloses the necessary devices for generating electricity, such as, inter alia, an electric generator and a control unit with which the power produced by the electric generator can be measured and adjusted. Correspondingly, a switching unit is also arranged in the machine 3, with which the electric generator can be separated from the supply network. Wind power installation shown in Figure 1 1 is a free-seeking admission to the wind power plant, wherein the tuullessa reverse the direction of arrow A wind the wind rotor 2 and the corresponding 5-tuuliroottoriin accordingly connected to the shaft 6 by means of two electrical generator mechanism 3, thereby achieving electric energy to the electricity network to be fed. The body part 4 is connected to the support structure 5 by means of a bearing 7. The bearing 7 consists of a sleeve part 8 attached to the body part 4 and bearings 9a and 9b between the sleeve part 8 and the support structure 5. Thus, the assembly consisting of the wind rotor 2, the machinery 3, the body part 4 and the devices connected to them can be rotated freely by the bearing about the vertical axis of the support frame 5 in the direction of the wind. A turning device 10 is further connected to the body part 4, which can turn around the shaft 11. Correspondingly, the other end of the turning device 10, which may most preferably be a hydraulic cylinder, is fixed to the mechanism 3 by a shaft 12 for turning around the shaft 12. The mechanism 3 is fixed to the body part 4 for pivoting about the shaft 13 at one end. A locking member 14 is placed in the middle of the bearing 7 in the support structure 5, which most preferably consists of a spring 15 and a groove coupling 16. The support structure 5 is fixed to the ground in a manner known per se and will not be discussed in more detail in this application. It should also be noted that the separate electrical control circuits and electrical switching devices of the machinery 3 can also be placed in connection with the base of the wind turbine, whereby the wind rotor, the machinery and the run-30 assembly itself are a simple and reliable assembly.

Kuviossa 2 on esitetty tuulivoimala 1 turvapysäy-tettynä. Kuvion 2 numerointi vastaa viitenumeroiltaan kuvion 1 numerointia. Tuulen voimakkuuden kasvaessa liian 35 suureksi tai vastaavasti sähkögeneraattorin irtautuessa 11 7 95960 verkosta sähköhäiriön vuoksi tapahtuu koneiston 3 kuormituksessa suuria muutoksia, joissa koneiston 3 ja samalla tuuliroottorin 2 pyörimisnopeus voi nousta liiaksi. Tällöin koneiston 3 ohjainlaitteet suorittavat niin sanotun 5 turvapysäytyksen, jossa tuuliroottori 2 ja koneisto 3 käännetään siten, että tuuliroottori 2 muodostaa tuulen A kanssa mahdollisimman pienen kohtauskulman. Yleisesti tuuliroottori 2 käännetään vaakasuuntaiseksi. Ohjauslaitteiden tunnistaessa äkillisen suuren kuormitusmuutoksen tai 10 liian suuren kuormituksen kytkeytyy kääntölaitteen 10 toiminta ja kääntää koneiston 3 pystyasentoon, jolloin tuuliroottori 2 on vaaka-asennossa. Samanaikaisesti koneiston 3 rungon irtaantuessa lukituselimeltä 14 tapahtuu laakeroinnin 7 ja kannatinrakenteen 5 yhteenkytkeytyminen, jolloin 15 tuulivoimalan 1 tuuliroottorin 2 koneiston 3 ja runko-osan 4 muodostama kokonaisuus ei enää pääse kääntymään kannatinrakenteen 5 pystyakselin ympäri. Näin ollen puuskittainen tuuli tai vastaavasti tuuliroottorin pyörimisestä aiheutuvat hyrrävoimat eivät pääse kääntämään tuuliroottorin 20 2, koneiston 3 ja runko-osan 4 muodostamaa kokonaisuutta äkillisesti siten, että siihen aiheutuisi liiallista rasitusta äkillisten liikkeiden vuoksi ja mekaanisen vaurioitumisen vaaraa. Kääntötapahtumassa koneisto 3 tuulirootto-reineen 2 kääntyy akselin 13 ympäri kääntölaitteen 10 vai-25 kutuksesta. Kääntölaite 10 voi esimerkiksi olla edellä mainittu hydraulisylinteri, jonka pituutta voidaan säätää. Kääntölaitteen 10 runko on kytketty runko-osaan 4 akselilla 11 ja vastaavasti kääntölaitteen 10 mäntä on kiinnitetty koneiston 3 etuosaan akselilla 12. Näin ollen koneiston 30 3 kääntyessä akselin 13 ympäri muuttuu myös kääntölaitteen 10 kulma runko-osaan 4 ja koneistoon 3 nähden, joka on mahdollistettu akseleiden 11 ja 12 avulla. Kääntölaitteena 10 voi toimia myös erilaiset karamoottorit. Koska runko-osa 4 on kytketty kiinteästi laakeroinnin 7 holkkiosaan 8 35 on koko tuulivoimala lukituselimen 14 avulla lukittu yh- e 95960 deksi kokonaisuudeksi, jolloin tuulivoimalan 1 tuuliroot-torin 2, koneiston 3 ja runko-osan 4 muodostama kokonaisuus ei pääse kääntymään kannatinrakenteen 5 pystyakselin ympäri. Kuten edellä on mainittu on lukituselin 14 edulli-5 simmillaan jousesta 15 ja urakytkimestä 16 koostuva laite, jolloin laakeroinnin 7 holkkiosassa 8 on reikä 17, jonka reunoissa on uritus, joka vastaa oleellisesti urakytkimen 16 muotoa. Vastaavasti kannatinrakenteen 5 jousen 15 pesän 18 seinämiin on valmistettu uritus, joka vastaa holkkiosan 10 8 reiän 17 uritusta ja on näin ollen oleellisesti urakyt kimen 16 muotoinen. Tällöin koneiston 3 noustessa työntää jousi 15 urakytkintä pesän 18 urissa ylöspäin, jolloin noustessaan tarpeeksi urakytkin 16 kohtaa holkkiosan 8 reiän 17 urat ja lukitsee näin kannatinrakenteen 5 ja 15 holkkiosan 8 yhdeksi kokonaisuudeksi. Koska myös tuuli-roottorin 2, koneiston 3 ja runko-osan 4 muodostama kokonaisuus on liitetty kiinteästi holkkiosaan 8 lukittuu myös edellä mainittu kokonaisuus kiinteästi kannatinrakenteen 5 pystyakselin suhteen. On huomioitava, että lukituselin 14 20 on muodostettava siten, että tarpeellinen kaapelointi on mahdollista suorittaa lukituselimen 14 kautta. Vastaavasti otettaessa tuulivoimala 1 jälleen käyttöön lasketaan tuu-liroottori 2 ja koneisto 3 siten, että tuuliroottori 2 on pystyasennossa ja koneisto 3 vaaka-asennossa. Tällöin ko-25 neisto 3 painaa urakytkimen 16 alaspäin, jolloin holkkiosan 8 reiän 17 urat vapautuvat urakytkimen 16 urista ja tuuliroottorin 2 koneiston 3 ja runko-osan 4 muodostama kokonaisuus voi jälleen kääntyä kannatinrakenteen 5 pystyakselin ympäri. Edelleen on mahdollista toteuttaa lukitus-30 elin 14 siten, että mekaaninen kytkentä tapahtuu ennen koneiston ja tuuliroottorin nostoa. Tällöin lukituselin 14 lukitsee holkkiosan ja kannatinrakenteen jollain muulla vastaavalla tavalla kuten esimerkiksi siten, että jousi 15 on viritetty erillisellä toimilaitteella, joka toimilaite 35 laukaistaan ennen tuuliroottorin 2 ja koneisto-osan 3 11 9 95960 kääntymistä, jolloin edellä mainittu kokonaisuus on lukittu täysin kääntymättömäksi kannatinrakenteen 5 pystyakselin suhteen. Tällöin ei synny tilannetta, jossa lukitus-elin 14 olisi vain osaltaan lukittavissa holkkiosaan.Figure 2 shows the wind turbine 1 with a safety stop. The numbering in Figure 2 corresponds in reference numerals to the numbering in Figure 1. When the wind strength increases too high or, respectively, when the electric generator disconnects from the mains 11 7 95960 due to an electrical disturbance, large changes occur in the load of the machinery 3, where the rotational speed of the machinery 3 and at the same time the wind rotor 2 may increase too much. In this case, the control devices of the machinery 3 perform a so-called safety stop 5, in which the wind rotor 2 and the machinery 3 are turned so that the wind rotor 2 forms the smallest possible angle of attack with the wind A. Generally, the wind rotor 2 is turned horizontal. When the control devices detect a sudden large load change or an excessive load 10, the operation of the turning device 10 is switched on and turns the mechanism 3 to a vertical position, whereby the wind rotor 2 is in a horizontal position. At the same time, when the body of the mechanism 3 disengages from the locking member 14, the bearing 7 and the support structure 5 engage, whereby the assembly formed by the mechanism 3 and the body part 4 of the wind turbine 1 of the wind turbine 1 can no longer rotate about the vertical axis of the support structure 5. Thus, the gusting wind or the vortex forces caused by the rotation of the wind rotor, respectively, cannot suddenly turn the assembly formed by the wind rotor 20 2, the mechanism 3 and the body part 4 so as to be subjected to excessive stress due to sudden movements and the risk of mechanical damage. In the turning operation, the mechanism 3 with its wind rotor holes 2 turns around the shaft 13 by the action of the turning device 10. The turning device 10 can be, for example, the above-mentioned hydraulic cylinder, the length of which can be adjusted. The body of the turning device 10 is connected to the body part 4 by the shaft 11 and correspondingly the piston of the turning device 10 is fixed to the front part of the mechanism 3 by the shaft 12. Thus, as the mechanism 30 3 turns around the axis 13, the angle of the turning device 10 relative to the body part 4 and the mechanism 3 is changed. by means of shafts 11 and 12. Various spindle motors can also act as the turning device 10. Since the body part 4 is fixedly connected to the sleeve part 8 35 of the bearing 7, the whole wind turbine is locked by means of a locking member 14 into one 95960 unit, whereby the wind rotor 2, the machine 3 and the body part 4 cannot turn the vertical axis of the support structure 5. around. As mentioned above, the locking member 14 is preferably a device consisting of a spring 15 and a groove coupling 16, the sleeve part 8 of the bearing 7 having a hole 17 with grooves in the edges which substantially correspond to the shape of the groove coupling 16. Correspondingly, a groove is made in the walls of the housing 18 of the spring 15 of the support structure 5, which corresponds to the groove 17 of the hole 17 of the sleeve part 10 and is thus substantially in the shape of the groove connection 16. In this case, when the mechanism 3 rises, the spring 15 pushes the groove switch in the grooves of the housing 18 upwards, whereby when the groove switch 16 rises enough it meets the grooves 17 of the sleeve part 8 and thus locks the sleeve part 8 of the support structure 5 and 15. Since the assembly formed by the wind rotor 2, the mechanism 3 and the body part 4 is also fixedly connected to the sleeve part 8, the above-mentioned assembly is also fixedly fixed with respect to the vertical axis of the support structure 5. It should be noted that the locking member 14 20 must be formed so that the necessary cabling can be performed via the locking member 14. Correspondingly, when the wind turbine 1 is put into operation again, the wind rotor 2 and the machinery 3 are lowered so that the wind rotor 2 is in a vertical position and the machinery 3 is in a horizontal position. In this case, the mechanism 3 pushes the groove coupling 16 downwards, whereby the grooves of the hole 17 in the sleeve part 8 are released from the grooves of the groove coupling 16 and the assembly formed by the mechanism 3 and body part 4 of the wind rotor It is further possible to implement the locking member 30 so that the mechanical engagement takes place before the machine and the wind rotor are lifted. In this case, the locking member 14 locks the sleeve part and the support structure in some other similar way, such as that the spring 15 is tuned by a separate actuator 35 actuated before the wind rotor 2 and with respect to the vertical axis. In this case, a situation does not arise in which the locking member 14 can only be partially locked in the sleeve part.

5 Keksintö ja siihen liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä esimerkiksi keksinnön mukaista lukituselin-tä voidaan käyttää missä tahansa tuulivoimalassa, erityi-10 sesti vapaasti tuuleen hakeutuvissa voimaloissa.The invention and the related description are only intended to illustrate the idea of the invention. The details of the invention may vary within the scope of the claims. Thus, for example, the locking member according to the invention can be used in any wind power plant, in particular in free-access wind power plants.

Claims

A method for a safety stop of a wind turbine, wherein the assembly formed by the wind rotor (2), the mechanism (3), the body part (4) and the turning device (10) pivots about the vertical axis of the support structure (5) and wherein the wind rotor (2) and the mechanism (3) is rotated about a horizontal axis (13) relative to the support structure (5) to reduce the angle of impact of the wind rotor (2) and the wind (A), characterized in that the wind turbine (2) of the wind turbine (1) the assembly formed by the body part (4) and the turning device (10) is connected to the support structure (5) in a horizontal manner with respect to the vertical axis.

Method according to Claim 1, characterized in that the locking element (14) is connected by turning the wind rotor (2) and the mechanism (3) about a horizontal axis relative to the support structure (5).

Method according to Claim 1, characterized in that the locking element (14) engages before turning the wind rotor (2) and the mechanism (3) about the horizontal axis of the support structure under the control of a separate control device.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the wind rotor (2) is turned to a substantially horizontal position.

A device for a safety stop of a wind turbine, which wind turbine (1) consists of a wind rotor (2), a mechanism (3) connected to rotate the wind rotor (2), a body part (4) to which the mechanism (3) is connected by a horizontal axis ( 13) for pivoting, a pivoting device (10) connected to act on the angle between the body part (4) and the mechanism (3), a bearing (7) consisting of a sleeve-35 kiosk (8) and bearings (9a, 9b), wherein the assembly of wind turbine 95960 (2), machinery (3), body (4) and turning device (10) is connected to pivot about a vertical axis of the support structure (5), characterized in that the upper part of the support structure (5) has a locking member 5 (14) that the locking member (14) is connected to act on the assembly formed by the wind rotor (2), the mechanism (3), the body part (4) and the turning device (10) so that when turning the wind rotor (2), the mechanism (3), the body part (4) and the turning device (10) us it high school becomes non-rotatable with respect to the vertical axis of the support structure (5).

Device according to Claim 5, characterized in that the locking element (14) is switched on when the angle between the mechanism (3) and the body part (4) changes.

Device according to Claim 5, characterized in that the locking element (14) is connected to operate under the control of a separate control device.

Device according to one of Claims 5 to 7, characterized in that the locking element (14) is formed by a spring (15), a groove coupling (16) of angular cross-section, a housing (18) substantially in the shape of a groove coupling (16) and a sleeve part (8) having a substantially cross-sectional hole (17) in the shape of the groove coupling 25 (16), wherein when the locking member (14) operates, the spring (15) pushes the sleeve portion (8) of angular cross-section into the hole (17) and locks the sleeve portion (8) horizontally .

Device according to one of Claims 5 to 7, characterized in that the upper end of the support structure (5) has an angular cross-section, the groove switch (16) is slidable on the angular part, the outer circumference of the groove switch (16) is angular, so that when the spring (15) presses in the sleeve part (8) of the groove coupling (16) in a hole (17) substantially cross-sectional in the outer circumference 95960 of the groove coupling (16), the groove coupling (16) locks the sleeve part (8) horizontally so as to be pivotable with respect to the vertical axis.

Device according to one of Claims 5 to 9, characterized in that the wind turbine (1) is free-directing the wind. 13 95960