[发明专利]用于调节转子叶片的桨距的调节单元和包括这种调节单元的风力涡轮机

说明书

本发明总地涉及一种具有可调节的转子叶片的风力涡轮机，所述转子叶片的桨距角是可调节的。本发明尤其涉及一种用于调节风力涡轮机转子叶片的桨距角的调节单元，所述调节单元具有枢轴承，所述枢轴承包括：能够相对于彼此转动的至少两个共轴的轴承环；用于使两个轴承环相对于彼此转动的至少一个调节致动器；以及用于对调节致动器供应能量的供应单元，其中所述至少一个调节致动器和供应单元设置在板形的调节驱动器承载部件上的相对侧上，所述调节驱动器承载部件与轴承环中的一个直接地或间接地抗转动地连接，并且包括用于将调节致动器可转动地支撑在承载部件上的可转动的支撑轴承。根据本发明，供应单元的至少一部分连同调节致动器一起可转动地安装在承载部件上，使得供应单元或其可转动地安装的部件和调节致动器能够在没有相对于彼此的转动的情况下相对于承载部件共同地转动和/或枢转。

本发明总地涉及一种具有可调转子叶片的风力涡轮机，其桨距角能够被调节。本发明尤其涉及一种用于调节风力涡轮机转子叶片的桨距角的调节单元，所述调节单元具有枢轴承，所述枢轴承包括能够相对于彼此转动的至少两个共轴的轴承环、用于使两个轴承环相对于彼此转动的至少一个调节致动器以及用于对调节致动器供应能量的供应单元，其中，所述至少一个调节致动器和供应单元设置在板形的调节驱动器承载部件上，所述调节驱动器承载部件与轴承环中的一个直接地或间接地抗转动地连接。

在现代风力涡轮机中，能够调节转子叶片的桨距角以使转子叶片的流动条件和由转子叶片产生的扭矩适应于可变的运行条件(比如系统关闭时)、尤其是适应于不同的风速和风况。为此，转子叶片通常借助于大直径滚子轴承或滑动轴承以可绕其纵向轴线转动地安装在转子毂上，使得转子叶片能够绕其叶片的纵向轴线相对于转子毂转动，进而能够改变转子叶片的桨距角。用于调节转子叶片的桨距角的调节单元通常包括调节致动器，所述调节致动器设置在转子毂和转子叶片之间的枢轴承的区域中，并且借助于至少一个、优选线性工作的调节致动器，通过直接地接合在轴承环上或间接地接合在与其连接的构件(比如转子毂或转子叶片本身)上或与其连接的结构部件(比如用于加固轴承环的加强板)上，使枢轴承的两个轴承环相对于彼此转动。

从文献WO2012/069062A1中已知一种风力涡轮机，其中用于调节转子叶片的桨距角的调节单元包括用于每个转子叶片的一对液压缸以及相关联的供应单元，所述供应单元具有安装在承载板上的蓄压器和控制阀，所述承载板封闭枢轴承的内环并且与内环共同抗转动地固定在转子毂上。所述具有蓄压器和控制阀的供应单元固定在所述承载板的内侧、即朝向转子毂的一侧上，而所述一对液压缸安装在承载板的外侧上，其一侧由承载板支撑，并且另一侧由与枢轴承的外环连接的结构部件支撑，使得能够通过伸长和缩回液压缸使外环来相对于内环转动，进而能够调节转子叶片的桨距角。

用于风力涡轮机的转子叶片的类似的桨距调节系统从EP 2458209 A2、AU 2009/337882 A1或WO 2014/009011 A2中已知。

这种调节驱动器的特征在于其紧凑的结构，因为通过将调节致动器和供应单元分隔在承载板的不同侧上能够实现由轴承环围绕的内部空间的布置。此外，调节驱动器能够与枢轴承一起组装成可预组装的组件，所述组件不必须首先在通风的高度上装配在转子毂处并且能够事先检查其可操作性。

然而，将供应单元和调节致动器分隔在承载板的相对侧上产生如下问题，即承载板必须具有用于供应线路相对大的管道凹槽，这降低了承载板的强度，并进而降低了其对于轴承环的加固作用。该问题还因如下事实而加剧，即在进行桨距调节时，调节致动器相对于承载板转动并进而相对于调节单元转动，使得用于供应管道的管道凹槽必须足够大以补偿转动偏移。另一方面，当设有多个调节致动器来调节转子叶片时(尤其是在转子叶片较大并且因此要控制的力较大的情况下)，这可能造成碰撞问题。此外，当线缆和电缆来回弯曲时，如果提供足够的弯曲半径以克服疲劳问题，则会导致疲劳现象或线路和电缆过载。

在此基础上，本发明所基于的目的在于，提供一种改进的风力涡轮机和尤其用于调节转子叶片的桨距角的改进的调节单元，以避免现有技术的缺点并且有利地改进缺点。特别地，要提供一种小型的、紧凑的调节单元，其尽可能小地减弱枢轴承的结构和强度，并且尽可能避免在转动轴承部件时产生的碰撞问题。