DE3110263C2

DE3110263C2 - Blatteinstelleinrichtung für eine mit mehreren Blättern versehene Windturbine

Info

Publication number: DE3110263C2
Application number: DE3110263A
Authority: DE
Inventors: Philip Earl 06117 West Hartford Conn. Barnes; Millard Girard 06109 Wethersfield Conn. Mayo; Robert 06117 West Hartford Conn. Sherman
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: RTX Corp
Priority date: 1980-03-17
Filing date: 1981-03-17
Publication date: 1987-01-22
Also published as: IL62274A0; SE8101614L; BR8101492A; AR230322A1; NO157793B; NO157793C; KR850000936B1; US4348155A; AU6841281A; DE3110263A1; CA1146078A; KR830005485A; ES8204073A1; FR2478218A1; JPS57373A; GB2071781B; FI73790C; FI73790B; NL8101232A; ES500375A0

Abstract

Beschrieben ist ein Anstellwinkelregelsystem für eine mehrere Blätter (10, 12) aufweisende Windturbine, deren Blätter im Anstellwinkel verstellbar sind. Die Turbinenblätter (10, 12) werden jeweils um ihre Längsachse unabhängig von den anderen Blättern durch wenigstens zwei hydraulische Stellantriebe (30, 45) gedreht. Die Stellantriebe werden mit unter Druck stehendem Hydrauliköl aus einer ersten Hydraulikölquelle (50) beim normalen Einstellen des Blattanstellwinkels versorgt. Wenn das Herstellen der Segelstellung der Blätter erforderlich ist, werden die Stellantriebe mit Hydrauliköl aus zweiten Hydraulikölquellen (65) versorgt, so daß einer der Stellantriebe, die jedem der Blätter zugeordnet sind, mit Hydrauliköl aus einer zweiten Quelle und ein zweiter Stellantrieb mit Hydrauliköl aus einer redundanten zweiten Quelle versorgt wird, wodurch das Herstellen der Blattsegelstellung trotz eines Versagens einer der redundanten Quellen oder eines der Stellantriebe erfolgen kann. In einer der beiden beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen werden die erste Hydraulikölquelle (50) und die zweite Hydraulikölquelle (65) in gegenseitiger Verbindung gehalten, wodurch Hydrau lik öl aus den zweiten Hydraulikölquellen das Hydrauliköl aus der ersten Quelle beim normalen Einstellen des Blattanstellwinkels ergänzen kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Blatteinstelleinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Zur Verbesserung der Leistung sind Windturbinen üblicherweise mit verstellbaren Blättern versehen. Der Anstellwinkel der Blätter wird eingestellt, indem die Blätter um ihre Längsachsen wahlweise gedreht werden, wodurch ermöglicht wird, daß die Windturbine mit optimalem Wirkungsgrad bei veränderlichen Windbedingungen arbeitet, daß der Hochlauf der Windturbine unterstützt wird und daß ein Betrieb der Windturbine mit Überdrehzahl bei hohen Windgeschwindigkeiten verhindert wird, indem der Blattanstellwinkel maximiert wird oder die Blätter in Segelstellung gebracht werden. Eine dafür geeignete Blatteinstelleinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art ist zwar aus der US-PS 41 61 658 bekannt, in dieser jedoch nicht näher beschrieben.
Weitere Einrichtungen zum Einstellen des Anstellwinkels von Windturbinenblättern sind aber bereits vorgeschlagen worden. Bei einer derartigen Einrichtung, die in der US-PS 40 83 651 beschrieben ist, werden Pendelteile benutzt, die zentrifugal auf die Rotordrehzahl der Windturbine ansprechen, um die Windturbinenblätter zu verdrehen, wodurch ein ausgewählter Blattanstellwinkel in dem gesamten Betriebsbereich der Windturbine eingestellt wird. Es ist klar, daß dabei der Blattanstellwinkeleinstellbereich durch das zentrifugale Ansprechen der Pendel automatisch begrenzt wird, weil das Ansprechen nur auf die Betriebsparameter erfolgt und deshalb nicht bei Bedarf übersteuert werden kann.
Zur kontinuierlichen Steuerung des Windturbinenblattanstellwinkels ist es erwünscht, hydraulische Steuersysteme vorzusehen, bei denen Hydrauliköl wahlweise hydraulischen Stellantrieben, die mit verstellbaren Windturbinenblättern in Wirkverbindung stehen, zugeführt wird. Hydraulische Steuersysteme, die nach einem solchen allgemeinen Prinzip arbeiten, sind bereits in Anstellwinkelsteuersystemen für Flugzeugpropeller benutzt worden, und Beispiele von solchen hydraulischen Propellerblattsteuersystemen finden sich in den US-PS 26 11 440, 28 09 702, 30 04 608, 31 63 233 und 42 01 514. Die in diesen Patentschriften beschriebenen Systeme haben im allgemeinen einen einzelnen Hydaulikmotor, der die Propellerblätter im Gleichlauf um deren Längsachsen in einer einzigen mechanischen Bewegung bei der normalen Anstellwinkeländerung und in Notfällen bei der Herstellung der Segelstellung antreibt. In solchen Systemen wird Hydrauliköl aus einer Hauptpumpe dem Motor für die normale Anstellwinkelverstellung zugeführt. Eine Reserve- oder Sekundärpumpe liefert dem Motor unter Druck stehendes Hydrauliköl zum Herstellen der Segelstellung oder bei einem Ausfall der Hauptpumpe. Aus einer Anzahl von Gründen sind diese Propellersteuersysteme für die Verwendung bei Verstellwindturbinen nicht uneingeschränkt geeignet. Beispielsweise ist es bei einer Verstellwindturbine im allgemeinen erwünscht, daß die Turbine unabhängig voneinander bewegliche Blätter hat. Diese Möglichkeit ist mit keinem der aus den vorgenannten Patentschriften bekannten Systeme ohne Duplizierung des gesamten Hydrauliksystems und der mechanischen Bewegungen, die darin beschrieben sind, möglich. Eine solche Duplizierung würde sich aus wirtschaftlichen Gründen verbieten und den Wirkungsgrad der Turbine durch zusätzliches Gewicht an der Turbinennabe beträchtlich verschlechtern. Weiter ist es erwünscht, eine Redundanz in demjenigen Teil des Anstellwinkelsteuersystems zu haben, der die Segelstellung der Blätter in Notsituationen steuert, um dadurch die Gefahr einer Beschädigung der Windturbine aufgrund des Ausfalls eines der Segelstellungssteuerteile zu minimieren. Diese Redundanz in dem Segelstellungssteuersystemteil ist mit den bekannten Systemen, die in den vorgenannten Patentschriften beschrieben sind, ohne weitere Duplizierung dieser Systeme nicht zu erreichen. Darüber hinaus sollten diese redundanten Segelstellungssteuerteile von einander hydraulisch getrennt werden können, so daß ein Versagen eines Segelstellungssteuersystems, beispielsweise aufgrund eines Druckabfalls durch Leckage, das andere oder Reservesegelstellungssteuersystem nicht nachteilig beeinflußt. Die Propellerblattanstellwinkelsteuersysteme, die aus den vorgenannten Patentschriften bekannt sind, sind für eine solche unabhängige und redundante Segelstellungssteuerung weder geeignet noch vorgesehen.
Weitere Flugzeugpropellersteuersysteme sind in den US-PS 25 05 206, 25 56 700 und 25 07 671 beschrieben. Diese Systeme ermöglichen, wie die zuvor erläuterten, insgesamt eine Anstellwinkelverstellung und eine Segelstellung von mehreren Flugzeugpropellerblättern im Gleichlauf. Anders als die Systeme, die in den vorgenannten Patentschriften beschrieben sind, werden bei den aus diesen Patentschriften bekannten Systemen Speicher oder passive Hydraulikölversorgungseinrichtungen als Reserve für eine Hauptpumpe für das Herstellen der Blattsegelstellung benutzt. Es ist jedoch klar, daß die Verwendung eines Speichers nichts daran ändert, daß diese Systeme nicht an die Windturbinenblattanstellwinkel- und -segelstellungssteuerung anpaßbar sind, bei der eine unabhängige Verstellbewegung jedes Blattes und hydraulisch getrennte Hydraulikölversorgungseinrichtungen zum Herstellen der Segelstellung erforderlich sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Blatteinstelleinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art das Hydrauliksystem von unabhängig voneinander verstellbaren Blättern für den normalen Betrieb und für Notsituationen auf einfache Weise betriebssicherer auszubilden.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch die Blatteinstelleinrichtung nach der Erfindung wird jedes Blatt bei der Anstellwinkeleinstellung und bei der Herstellung der Segelstellung unabhängig betätigt. Die Blatteinstelleinrichtung nach der Erfindung kann wirtschaftlich hergestellt werden und beeinträchtigt die Leistung der Windturbine minimal. Bei der Blatteinstelleinrichtung nach der Erfindung treiben wenigstens zwei Stellantriebe jedes Blatt an, so daß der Ausfall eines Stellantriebs oder der diesem zugeordneten Versorgungseinrichtung durch den zweiten Stellantrieb kompensiert wird. Die Versorgungseinrichtungen versorgen die Stellantriebe sowohl beim Einstellen des Anstellwinkels als auch beim Herstellen der Segelstellung der Blätter, wenn die Windturbine stillzusetzen ist oder ein Überdrehzahlschutz bei hohen Windgeschwindigkeiten erforderlich ist. Hydrauliköl aus den Versorgungseinrichtungen wird über die Verteilvorrichtung zu den Stellantrieben geleitet. Die erste und die zweite Steuereinrichtung steuern das Einleiten von Hydrauliköl in die Verteilvorrichtung, so daß Hydrauliköl aus irgendeiner der zweiten Versorgungseinrichtungen wenigstens einem Stellantrieb völlig unabhängig von den anderen zweiten Versorgungseinrichtungen oder Stellantrieben zugeführt wird. Sollte einer der Stellantriebe oder eine der zweiten Versorgungseinrichtungen versagen, bewirkt daher der verbleibende arbeitende Stellantrieb das Herstellen der Segelstellung des Blattes ohne die Gefahr eines Druckabfalls aufgrund des Versagens des ausgefallenen Stellantriebs oder der ausgefallenen Versorgungseinrichtung.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche.
In der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 17 lassen sich die Blätter in der Segelstellung mechanisch verriegeln. Das Arretieren von Blättern in der Segelstellung ist zwar aus der DE-AS 15 06 629 bereits bekannt, jedoch nur im Zusammenhang mit einem Flugzeugpropeller.
In der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 18 ist eine servobetätigte Wipparretierung (teeter lock) vorgesehen, die die Rotorblätter in derartiger Lage arretiert, daß die Blätter bei hohen Windgeschwindigkeiten nicht mit der Tragkonstruktion der Windturbine in Berührung kommen.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein Schema einer Ausführungsform der Blatteinstelleinrichtung nach der Erfindung und
Fig. 2 ein Schema einer weiteren Ausführungsform der Blatteinstelleinrichtung nach der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine Blatteinstelleinrichtung in Verbindung mit zwei im Anstellwinkel verstellbaren Windturbinenblättern 10 und 15, die sich von Fußteilen 20 und 25 nach außen erstrecken. Die Blatteinstelleinrichtung ist zwar in Verbindung mit zwei Windturbinenblättern dargestellt, sie ist jedoch bei jeder Anzahl von Blättern in gleicher Weise brauchbar. Das Blatt 10 wird im Gegenuhrzeigersinn um seine Längsachse gedreht, während das Blatt 15 im Uhrzeigersinn um seine Längsachse gedreht wird, um den Anstellwinkel zu vergrößern und die Blätter in Segelstellung zu bringen (wie durch die Pfeile an den Fußteilen 20 und 25 angedeutet). Dieses Drehen der Blätter 10 und 15 erfolgt durch mehrere hydraulische Stellantriebe 30 bis 45, von denen die Stellantriebe 30 und 35 das Blatt 10 antreiben, während die Stellantriebe 40 und 45 das Blatt 15 antreiben. Die Stellantriebe werden mit unter Druck stehendem Hydrauliköl aus einer ersten Versorgungseinrichtung 50 über eine Verteilvorrichtung 55 versorgt, wobei der Zufluß von Hydrauliköl aus der ersten Versorgungseinrichtung 50 durch eine erste Steuereinrichtung 60 gesteuert wird. Sollte der Hydraulikölbedarf der Stellantriebe 30 bis 45 die Liefermöglichkeit der Versorgungseinrichtung 50 übersteigen, beispielsweise wenn eine große Blattanstellwinkeländerung oder das Herstellen der Segelstellung erforderlich ist, wird weiteres Hydrauliköl über die Verteilvorrichtung 55 aus zweiten Versorgungseinrichtungen 65 geliefert. Die Steuerung der Hydraulikölzufuhr aus den Versorgungseinrichtungen 65 erfolgt durch eine zweite Steuereinrichtung 70. Zum Minimieren des Gewichtes der mechanischen Verbindungen zwischen den Stellantrieben 30bis 45 und den Blättern 10 und 15 sind die Stellantriebe auf der drehbaren Nabe (nicht gezeigt) angebracht, beispielsweise auf in der DE-OS 31 10 266 beschriebenen Weise. Die gesamte Blatteinstelleinrichtung, mit Ausnahme der ersten Versorgungseinrichtung 50, ist auf der drehbaren Nabe angeordnet. Die erste Versorgungseinrichtung 50 ist in der stationären Windturbinengondel (nicht gezeigt) oder an einem anderen stationären Konstruktionsteil angeordnet, wobei die Verbindung zwischen der ersten Versorgungseinrichtung 50 und dem übrigen Teil der Blatteinstelleinrichtung über eine Grenzfläche 75 zwischen drehbaren und stationären Teilen hergestellt wird.
Die Stellantriebe 30 bis 45 enthalten jeweils einen doppeltwirkenden Zylinder 80, der einen hin- und herbeweglichen Kolben 85 umschließt, welcher mit dem Fuß eines zugeordneten Blattes durch eine Verbindungsstange 90 verbunden ist. Die Zylinder werden in der üblichen Weise mit Druck beaufschlagt, was die erwünschte Bewegung der Kolben zur Folge hat. Die Zylinder 80 sind an ihren Enden 95 an der Nabe angelenkt, wogegen die Verbindungsstangen 90 an dem zugeordneten Blattfuß an einer Stelle 100 angelenkt sind, wodurch die Druckbeaufschlagung eines Zylinders auf einer Seite des Kolbens eine geradlinige Bewegung des Kolbens und ein Drehen des zugeordneten Blattes um dessen Längsachse verursacht. Die Zylinder 80 werden über Leitungen mit Druck beaufschlagt, die in Verbindung mit der Verteilvorrichtung 55 stehen, welche Schieberventile 105 bis 120 aufweist. So wird der Stellantrieb 30 über Leitungen 125 und 130 mit Druck beaufschlagt, die mit dem Venteil 105 in Verbindung stehen; der Stellantrieb 35 wird über Leitungen 135 und 140 mit Druck beaufschlagt, die mit dem Ventil 110 in Verbindung stehen; der Stellantrieb 40 wird über Leitungen 145 und 150 mit Druck beaufschlagt, die mit dem Ventil 115 in Verbindung stehen, und der Stellantrieb 45 wird über Leitungen 155 und 160 mit Druck beaufschlagt, die mit dem Ventil 120 in Verbindung stehen. Die Ventile 110 und 120 stehen mit der ersten Versorgungseinrichtung 50 über eine Hauptzufuhrleitung 165, eine Leitung 370 und Leitungen 170 und 175 in Verbindung, mit der zweiten Versorgungseinrichtung 320 stehen sie über die Leitungen 170 und 175 in Verbindung, und mit dem Ablaß 180 sind sie über eine Hauptablaßleitung 185 und Zweigablaßleitungen 190, 195 und 202 verbunden. Ebenso sind die Ventile 105 und 115 mit der ersten Versorgungseinrichtung 50 über Leitungen 165, 370, 205 und 200 verbunden, mit der zweiten Versorgungseinrichtung 325 über Leitungen 200 und 205 und mit dem Ablaß über die Hauptablaßleitung 185 und die Zweigablaßleitung 202. Die Schieberventile 105 bis 120 haben, wie dargestellt, jeweils ein Ventilgehäuse 215 mit Öffnungen, die mit den unmittelbar vorstehend angegebenen Hydraulikölzufuhr- und -ablaßleitungen verbunden sind. Diese Ventile sind außerdem mit Schieberkolben 220 versehen, von denen jeder innerhalb des entsprechenden Ventilgehäuses wahlweise positionierbar ist und eine Verbindung zwischen den verschiedenen Hydraulikölzufuhr- und -ablaßleitungen und einem entsprechenden hydraulischen Stellantrieb, die oben angegeben sind, herstellt. So ist es beispielsweise zu erkennen, daß, wenn die Schieberkolben 220 der Schieberventile 110 und 120 innerhalb der entsprechenden Ventilgehäuse 215 ganz nach links bewegt werden, die Zufuhrleitungen 170 und 175 mit den Leitungen 135 und 160 in Verbindung gebracht werden, wobei die hydraulischen Stellantriebe 35 und 45 auf ihren einem großen Anstellwinkel entsprechenden Seiten mit Druck beaufschlagt werden, so daß die zugeordneten Kolben 85 in Richtungen bewegt werden, in denen die Blätter 10 und 15 in Richtungen zunehmenden Anstellwinkels gedreht werden. Durch diese Kolbenbewegung wird Hydrauliköl auf den einem kleinen Anstellwinkel entsprechenden Seiten der Stellantriebe 35 und 45 über die Leitungen 140 und 155 abgelassen, welche mit dem Ablaß 180 über die Gehäuse 215 der Ventile 110 und 120 und über die Leitungen 190 und 185 bzw. 195, 202 und 185 in Verbindung stehen.
Die Stellantriebe 30 und 40 werden in gleicher Weise mit Druck beaufschlagt, wobei diese Druckbeaufschlagung durch die Schieberventile 105 und 115 gesteuert wird. Die Schieberkolben 220 der Ventile 110 und 120 sind mit den Schieberkolben 220 der Ventile 105 und 115 über Verbindungsstangen 225 bzw. 230 mechanisch verbunden. Wenn die Schieberkolben 220 der Ventile 110 und 120, nach links bewegt werden, wie in dem unmittelbar vorangehenden Beispiel beschrieben, werden deshalb die Schieberkolben 220 der Ventile 105 und 115 ebenfalls nach links bewegt, was die Druckbeaufschlagung der Stellantriebe 30 und 40 auf eine Weise gestattet, die zu der der Stellantriebe 35 und 45 komplementär ist. Wenn die Schieberkolben 220 der Schieberventile 105 und 115 nach links bewegt werden, werden daher die Zufuhrleitungen 200 und 205 über die Ventilgehäuse 215 mit den Leitungen 130 und 145 in Verbindung gebracht, wodurch die einem großen Anstellwinkel entsprechenden Seiten der Stellantriebe 30 und 40 über die Leitungen 130 und 145 mit Druck beaufschlagt und die Blätter 10, 15 in Richtung zunehmenden Anstellwinkels gedreht werden. Die einem kleinen Anstellwinkel entsprechenden Seiten der Stellantriebe 30 und 40 werden über die Leitungen 125 und 150, die Schieberventile 105 und 115 und die Ablaßleitungen 185 und 202 mit dem Ablaß 180 verbunden.
Bei einer Bewegung der Schieberkolben 220 der Schieberventile nach rechts werden die einem kleinen Anstellwinkel entsprechenden Seiten der Stellantriebe mit der ersten Versorgungseinrichtung 50 und den zweiten Versorgungseinrichtungen 65 verbunden, wodurch die einem großen Anstellwinkel entsprechenden Seiten der Stellantriebe mit dem Ablaß 180 verbunden werden, damit sich die Blätter in Richtung abnehmenden Anstellwinkels bewegen.
Die Schieberventile 105-120 werden durch eine Servovorrichtung 235 angetrieben, die zwei hydraulische Servostellantriebe 240 und 245 aufweist, deren bewegliche Kolben 247 durch eine Verbindungsschiene 250 mechanisch miteinander verbunden sind, die ihrerseits durch eine Stange 252 an Verbindungsgliedern 255 und 260 angelenkt ist. Die Verbindungsglieder 255 und 260 sind an Hebeln 265 und 270 angelenkt. Die zu den mit den Verbindungsgliedern 255 und 260 verbundenen Enden entgegengesetzten Enden der Hebel 265 und 270 sind an Verbindungsgliedern 275 und 280 angelenkt, welch letztere an den Blattfüßen 20 und 25 an Köpfen 285 bzw. 290 angelenkt sind. Die Hebel 265 und 270 legen beide ein Eingangssignal an die Schieberkolben 220 der Schieberventile 105-120 an und geben ein mechanisches Rückführungssignal an diese Schieberkolben aus den Blättern selbst ab. Wenn in dem obigen Beispiel die Schieberkolben 220 in den zugeordneten Gehäusen 215 nach links bewegt werden, werden daher die Hebel 265 und 270 am Anfang im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn um ihre Verbindungen mit den Verbindungsgliedern 275 bzw. 280 gedreht. Die sich ergebende Bewegung der Blätter 10, 15 in einer Richtung zunehmenden Anstellwinkels führt zum Drehen der Hebel 265, 270 um deren Verbindungen mit den Verbindungsgliedern 255 und 260, wobei die Schieberkolben 220 nach rechts bewegt und dadurch in ihre Nullstellung (mittige Stellung) zurückgeführt werden, wenn die Blätter die Sollanstellwinkelposition erreichen. Zur Synchronisierung der Blattbewegung kann die Nullstellung der Schieberventile 105-120 eingestellt werden, indem die Lage der Verbindungen der Verbindungsglieder 255 und 260 mit den Hebeln 265 bzw. 270 eingestellt wird.
Nach jedem Schritt der Blattbewegung sind die Schieberventile 105-120 in der Nullstellung, und eine weitere Blattbewegung erfordert das Rückstellen der Schieberventile, damit die Blattstellantriebe 30-45 erneut mit Druck beaufschlagt werden können. Zum Bestimmen der Istbewegung der Blätter 10, 15 sind die Kolben 247 mit einem linear verstellbaren Differentialtransformator oder Weggeber 292 verbunden, dessen Kern mit den Kolben 247 geradlinig bewegbar ist, wodurch bewirkt wird, daß sich das Ausgangssignal des Transformators 292 gemäß der Gesamtverschiebung der Kolben 247 ändert und so die Verlagerung der Blätter anzeigt. Dieses Signal wird über eine Leitung 293 an einen Regler 294 angelegt, der die abgefühlte Blattverstellung mit der unter den vorherrschenden Windbedingungen verlangten vergleicht und entweder das Aufrechterhalten der Position der Kolben 247 bewirkt, damit die Blattanstellwinkelpositionen dadurch eingehalten werden, oder die erneute Betätigung der Servostellantriebe 240, 245 und damit der Schieberventile 105-120, damit eine weitere Blattanstellwinkeleinstellung erfolgt, an die sich wiederholtes Nullstellen der Schieberventile anschließt.
Unter Druck stehendes Hydrauliköl wird dem Servostellantrieb 245 über Leitungen 295 und 300 zugeführt, und unter Druck stehendes Hydrauliköl wird dem Servostellantrieb 240 über Leitungen 305 und 310 zugeführt. Die weitere Beschreibung dieser Ausführungsform wird ohne weiteres zeigen, daß Hydrauliköl in den Servostellantrieb 240 bei der normalen Blattanstellwinkeleinstellung eingeleitet wird, wogegen Hydrauliköl dem Servostellantrieb 245 beim Herstellen der Blattsegelstellung zugeführt wird, beispielsweise wenn es erwünscht ist, die Windturbine stillzusetzen oder einen Überdrehzahlbetrieb der Windturbine bei hohen Windgeschwindigkeiten zu verhindern. Gemäß Fig. 1 sind die Leitungen 305 und 310 mit der ersten bzw. zweiten Steuereinrichtung 60 bzw. 70 verbunden, wodurch die Versorgung mit Hydrauliköl bei dem Stellantrieb 240 durch diese beiden Steuereinrichtungen gesteuert wird. Die Leitungen 295 und 300 des Servostellantriebs 245 sind mit dem Ablaß 180 bzw. mit der zweiten Steuereinrichtung 70 verbunden. Die Zufuhr von Hydrauliköl zu dem Servostellantrieb 245 wird also durch die zweite Steuereinrichtung 70 gesteuert.
Die erste Versorgungseinrichtung 50 enthält eine Drehpumpe, die mit Hydrauliköl aus einem Sammelbehälter 315 versorgt wird und dieses über die Hauptzufuhrleitung 165 an die Blatteinstelleinrichtung abgibt. Da die Abgabe der Drehpumpe durch die zweiten Versorgungseinrichtungen 65 ergänzt wird, kann die Pumpe 50 wirtschaftlich als Pumpe mit konstantem Ausgangsdruck ausgelegt sein, wobei in der hier beschriebenen Ausführungsform der Ausgangsdruck dieser Pumpe in dem Bereich von 103 bar liegt.
Die zweiten Versorgungseinrichtungen 65 sind Speicher 320 und 325, die in die Blatteinstelleinrichtung über Leitungen 175 bzw. 200 einspeisen. Die Speicher werden durch eine Ladepumpe 330 geladen, die ebenfalls Hydrauliköl aus dem Sammelbehälter 315 saugt, wobei das von der Ladepumpe abgegebene Hydrauliköl über ein Ventil 332 zu den Speichern geleitet wird. Zum Sicherstellen eines ausreichenden Hydrauliköldruckes für eine Segelstellung der Blätter in Notsituationen fördert die Ladepumpe 330 mit einem relativ konstanten Druck, der wesentlich höher ist als der Ausgangsdruck der Pumpe 50, wobei in der beschriebenen Ausführungsform der Ausgangsdruck der Ladepumpe 330 bei etwa 207 bar liegt. Die Ladepumpe 330 fördert über die Leitung 335, die Zweigleitungen 340 und 345 hat, welche die Leitung 335 mit den Speichern 320 und 325 über Rückschlagventile 350 bzw. 355 verbinden.
Die Speicher 320 und 325 geben Hydrauliköl über Druckreduzierventile 360 bzw. 365 an die Leitungen 175 bzw. 200 ab, wobei die Druckreduzierventile den Ausgangsdruck der Speicher auf Werte senken, die mit den verschiedenen Ventilen und Stellantrieben kompatibel sind, welche in dem übrigen Hydrauliksystem benutzt werden. Hydrauliköl aus dem Speicher 320 wird dem Schieberventil 110 über die Leitungen 175 und 170 zugeführt, während Hydrauliköl aus diesem Speicher dem Schieberventil 120 direkt über die Leitung 175 zugeführt wird. Ebenso wird Hydauliköl aus dem Speicher 325 dem Schieberventil 105 über die Leitungen 200 und 205 zugeführt, während Hydrauliköl aus diesem Speicher dem Schieberventil 115 über die Leitung 200 direkt zugeführt wird. Hydrauliköl aus jedem Speicher wird also Schieberventilen zugeführt, die Blattstellantrieben zugeordnet sind, welche mit beiden Blättern 10 und 15 verbunden sind. Trenn- oder Blockierrückschlagventile 308 und 388 sind in einer Leitung 370 zwischen den Leitungen 170 und 205 angeordnet, um jede Verbindung zwischen dem von den Speichern 320 und 325 abgegebenen Hydrauliköl entweder direkt oder indirekt über die Schieberventile oder Blattstellantriebe zu verhindern. Es ist somit zu erkennen, daß, wenn entweder der Speicher 320 oder der Speicher 325 oder die Schieberventile 105-120 oder die diesen zugeordneten Blattstellantriebe 30-45 versagen, der andere Speicher seinen zugeordneten Schieberventilen und Stellantriebe Hydrauliköl zuführen wird, wodurch die Möglichkeit einer fortgesetzten Blattanstellwinkeleinstellung und des Herstellens der Segelstellung erhalten bleibt.
Die erste Steuereinrichtung 60 besteht aus einem ersten Steuerventil, das durch elektrische oder hydraulische Signale aus dem Regler 294 betätigt wird. Das erste Steuerventil 60 hat, wie dargestellt, drei Einstellungen, eine erste (rechte) Einstellung, die einer Blattanstellwinkeleinstellung in einer Richtung zunehmenden Anstellwinkels entspricht, eine zweite (linke) Einstellung, die einer Blattanstellwinkeleinstellung in einer Richtung abnehmenden Anstellwinkels entspricht, und eine dritte (mittige) oder Nullstellung. Die zweite Steuereinrichtung 70 spricht auf elektrische oder hydraulische Signale an, die von dem Regler 294 geliefert werden, und weist außer den Ventilen 308 und 388 ein zweites Steuerventil 373 auf. Das Steuerventil 373 ist in einer ersten Einstellung dargestellt, die dem normalen Einstellen des Blattanstellwinkels entspricht, während eine zweite (obere) Einstellung dem Herstellen einer Blattsegelstellung entspricht.
Wenn der Blattanstellwinkel vergrößert werden soll, wird im Betrieb das erste Steuerventil 60 durch den Regler 294 auf die erste (rechte) Einstellung eingestellt, wodurch Hydrauliköl aus der Pumpe 50 und dem Speicher 325 über die Leitungen 165, 370, 205 und 200 zu der Eingangsleitung 305 des Servostellantriebs 240 geleitet wird. Die Leitung 310, die von dem Servostellantrieb 240 kommt, führt über das Ventil 373, das Ventil 60 und die Ablaßleitung 185 zum Ablaß 180. Das ruft eine Bewegung der Kolben 247 und der Schieberkolben 220 nach links hervor, wobei die Stellantriebe 30 und 40 über die Schieberventile 105 und 115 durch Hydrauliköl aus dem Speicher 325 über die Leitungen 200 und 205 und aus der Pumpe 50 über die Leitungen 165, 370, 200 und 205 mit Druck beaufschlagt werden. Ebenso werden die Stellantriebe 35 und 45 über die Schieberventile 110 und 120 durch Hydrauliköl aus dem Speicher 320 über die Leitungen 175 und 170 und aus der Pumpe 50 über die Leitungen 165, 370, 170 und 175 mit Druck beaufschlagt. Durch diese Druckbeaufschlagung bewegen sich die Blätter 10, 15 in einer Richtung zunehmenden Anstellwinkels, wobei eine Rückführung dieser Bewegung über die Hebel 265 und 270 zu den Schieberventilen erfolgt, wodurch diese Ventile automatisch in die Nullstellung gebracht werden. Ein Signal, das die Größe der Anstellwinkeländerung angibt, wird durch den Differentialtransformator 292 an den Regler 294 angelegt, der die Größe der Blattanstellwinkeländerung mit dem unter den vorherrschenden Windbedingungen verlangten Sollwert vergleicht und das erste Steuerventil 60 so betätigt, daß der Fehler zwischen der vorgenommenen Blattanstellwinkeleinstellung und der verlangten minimiert wird. Wenn eine Verkleinerung des Blattanstellwinkels verlangt wird, wird ebenso das erste Steuerventil 60 auf die zweite (linke) Position eingestellt, in der Hydrauliköl aus der Pumpe 50 und dem Speicher 325 zu der ersten Servoeinlaßleitung 310 von den Leitungen 165, 370, 205, 200 durch das erste Steuerventil 60 und das zweite Steuerventil 373 geleitet wird. Hydrauliköl wird aus dem ersten Servostellantrieb 240 über die Leitung 305, das erste Steuerventil 60 und die Ablaßleitung 185 zum Ablaß 180 geleitet. Das hat zur Folge, daß der Kolben 247 und die Schieberkolben 220 der Schieberventile 105 bis 120 sich nach rechts bewegen, wobei die Stellantriebe 30 und 40 mit Hydrauliköl aus dem Speicher 325 über die Leitungen 200 und 205 und aus der Pumpe 50 über die Leitungen 165, 370, 200 und 205 versorgt werden. Ebenso werden die Stellantriebe 35 und 45 durch die Bewegung der Schieberkolben 220 nach links mit Hydrauliköl aus dem Speicher 320 über die Leitungen 175 und 170 und aus der Pumpe 50 über die Leitungen 165, 370, 170 und 175 versorgt. Diese Druckbeaufschlagung dieser Stellantriebe führt zur Bewegung der Blätter 10, 15 in einer Richtung abnehmenden Anstellwinkels, wobei eine Rückführung dieser Bewegung über die Hebel 265 und 270 zu den Schieberventilen erfolgt und dadurch diese Ventile automatisch in die Nullstellung gebracht werden. Ebenso wird in der oben beschriebenen Weise die Gesamtbewegung der Kolben 247 der Servostellantriebe 240 und 245 durch den Differentialtransformator 292 abgefühlt, der dem Regler 294 ein Signal liefert, das diese Bewegung anzeigt. Dieses Signal wird in dem Regler 294 mit der verlangten Blattanstellwinkeleinstellung verglichen, wobei der Regler das erste Steuerventil 60 nachstellt, um den Blattanstellwinkel nachzustellen und diesen Fehler zu minimieren.
In Fällen, in denen die Segelstellung (volle große Anstellwinkeleinstellung) der Blätter 10, 15 verlangt wird, beispielsweise bei übermäßiger Windgeschwindigkeit oder wenn die Windturbine stillgesetzt werden soll, beispielsweise wenn eine Wartung der Windturbine erforderlich ist, wird dem zweiten Steuerventil 373 durch den Regler 294 ein Segelstellungssignal geliefert. Dieses Signal bringt das zweite Steuerventil 373 in seine Segelstellungseinstellung (obere Einstellung), in der Hydrauliköl aus dem Speicher 320 dem Servostellantrieb 245 über die Leitungen 175 und 377, das zweite Steuerventil 373 und die Leitung 300 zugeführt wird. Ebenso wird Hydrauliköl aus der Pumpe 50 dem Servostellantrieb 245 über die Leitungen 165, 170, 175 und 377, das Steuerventil 373 und die Leitung 300 zugeführt. Dieses dem Servostellantrieb 245 zugeleitete Hydrauliköl bewegt den Kolben 247 nach links, wobei die linke Seite des Servostellantriebs 245 über die Leitungen 295 und 185 mit dem Ablaß 180 verbunden wird, die Schieberkolben 220 nach links bewegt und die Blätter 10 und 15 auf die oben beschriebene Weise auf den maximalen Anstellwinkel eingestellt werden.
Es ist auch zu erkennen, daß diese Betätigung des zweiten Steuerventils 373 beim Herstellen der Segelstellung die Leitung 310 von dem ersten Steuerventil 60 trennt und diese Leitung mit dem Ablaß 180 über die Hauptablaßleitung 185 verbindet. Ein Versagen des ersten Steuerventils 60, das sonst das linke Ende des Servostellantriebs 245 in Richtung eines abnehmenden Anstellwinkels mit Druck beaufschlagen würde, wird daher den normalen Betrieb der Servovorrichtung 235 zum Herstellen der Segelstellung nicht blockieren.
Die Blätter 10 und 15 werden also unabhängig voneinander hydraulisch angetrieben, wodurch keine mechanischen Verbindungen der Blätter, mit Ausnahme der des Rückführungsgestänges, erforderlich sind. Das Gewicht der Windturbinennabe mit den Blättern wird daher minimiert und der Gesamtwirkungsgrad der Windturbine optimiert. Darüber hinaus ist zu erkennen, daß bei der hier beschriebenen Blatteinstelleinrichtung mit einer Hydraulikölverstärkung gearbeitet wird und dadurch das Gewicht weiter veringert wird. Das heißt, statt daß der gesamte Hydrauliköldurchfluß über ein Steuerventil zu einem Schieberventil geleitet wird, wird bei der hier beschriebenen Blatteinstelleinrichtung nur ein Teil des Hydrauliköls über das erste Steuerventil 60 geleitet, während die Hauptmenge des Hydrauliköls direkt aus dem Hydraulikölspeicher und der Hydraulikölpumpe zu den Schieberventilen 105-120 und Stellantrieben 30-45 geleitet wird. Demgemäß kann das hier benutzte erste Steuerventil 60 ein geringeres Gewicht und ein geringeres Fassungsvermögen haben, wodurch die Kompaktheit der Windturbine verbessert und deren Gewicht verringert wird.
Gemäß vorstehender Beschreibung der Arbeitsweise der Blattregeleinstelleinrichtung weist diese besondere Sicherheitsmerkmale auf. Das von einem der Speicher 320, 325 abgegebene Hydrauliköl ist, wie oben dargelegt, sowohl von dem von dem anderen Speicher abgegebenen Hydrauliköl als auch von den Stellantrieben 30-45 und den Schieberventilen, die dem anderen Speicher zugeordnet sind, getrennt. Darüber hinaus ist bemerkenswert, daß die Speicher jeweils Hydrauliköl zu Stellantrieben leiten, die beiden Blättern 10, 15 zugeordnet sind. Sollte einer der Speicher 320, 325 aufgrund einer Störung irgendwelcher Art nicht in der Lage sein, Hydrauliköl zu liefern, liefert demgemäß der verbleibende Speicher Hydrauliköl zu den Stellantrieben, die sämtlichen Blättern zugeordnet sind, und zwar ohne Verbindung mit dem gestörten Speicher oder den Hydraulikölleitungen und Schieberventilen, die diesem zugeordnet sind. Unter solchen Störungsbedingungen sind daher die Möglichkeiten einer Blattanstellwinkeleinstellung und einer Notsegelstellung nicht in Frage gestellt.
Sollte ein einem der Blätter zugeordneter Stellantrieb versagen und es dazu kommen, daß Hydrauliköl aus ihm herausleckt, wird ebenso der andere Stellantrieb, der diesem Blatt zugeordnet ist, weiterhin mit Hydrauliköl aus einem Speicher unabhängig von demjenigen versorgt, der dem ausgefallenen Stellantrieb zugeordnet ist, wodurch die Möglichkeiten des Systems, den Blattanstellwinkel einzustellen und die Blattsegelstellung herzustellen, erhalten bleiben.
Gemäß Fig. 1 ist die Blatteinstelleinrichtung mit Vorrichtungen zum formschlüssigen Verriegeln der Blätter 10 und 15 in einer Segelstellung versehen, wobei irgendein Hydraulikausfall nach dem Herstellen der Segelstellung das Aufrechterhalten dieser Segelstellung nicht gefährdet. Die Blattfüße 20 und 25 sind jeweils mit einer Nut 380 in ihrem Umfang versehen. Eine Segelstellungsverriegelungsvorrichtung 385 ist neben dem Blattfußumfang angeordnet und weist ein Verriegelungselement 390 auf, das durch eine Feder 395 zu dem Blattfuß hin vorgespannt ist. Die Feder ist zwischen einem Kolben 400, der an einem inneren Ende des Verriegelungselements 390 befestigt ist, und einem äußeren Ende der Verriegelungsvorrichtung 385 angeordnet, wobei das innere Ende der Verriegelungsvorrichtung mit Hydrauliköl aus der Hauptpumpe 50 über eine Leitung 410 beaufschlagt wird. Ein Ausfall des Hydrauliköldruckes in dieser Leitung hat zur Folge, daß die normalerweise zusammengedrückt Feder 395 das Verriegelungselement 390 zu dem benachbarten Blattfuß drückt und mit der Nut 380 in Eingriff bringt. Die Verriegelungsvorrichtung 385 enthält außerdem einen elektrischen Schalter 415, der durch die Bewegung des Verriegelungselements 390 mechanisch betätigt wird, um das Einrücken oder Ausrücken der Segelstellungsverriegelungsvorrichtung 385 anzuzeigen, beispielsweise dem Regler 294.
Die Blatteinstelleinrichtung enthält außerdem eine Wipparretiervorrichtung 420, die die durch die Windturbinenblattspitzen festgelegte Ebene in einer gegen die Vertikale versetzten Winkelausrichtung arretiert. Diese Arretierung wird bei hohen Windgeschwindigkeiten verlangt, um ein Anschlagen der Blätter 10, 15 an dem Turm oder einer anderen Windturbinentragkonstruktion (nicht gezeigt) aufgrund der Eigenflexibilität der Blätter zu verhindern. Die Wipparretiervorrichtung 420 enthält einen Blattlagerzapfen 425, auf dem die die Blätter 10, 15 tragende Nabe befestigt ist. Der Lagerzapfen 425 dreht sich um eine insgesamt horizontale Achse 427 und kann durch eine nicht gezeigte Vorrichtung durch Drehen eingestellt werden, um das Windauffangvermögen der Blätter 10, 15 zu optimieren. Der Lagerzapfen 425 ist, wie dargestellt, mit Schiebern 430 in Berührung bringbar, die, wenn sie mit dem Lagerzapfen in Berührung sind, den Lagerzapfen in der zuvor beschriebenen Winkelausrichtung arretieren. Die Schieber 430 bilden die Kolbenstangen von hydraulischen Stellantrieben 435, welche mit einem Wipparretiervorrichtungssteuerventil 440 in Verbindung stehen. Unter normalen Betriebsbedingungen sind die Schieber 430, wie dargestellt, durch normalerweise zusammengedrückte Federn 445 von dem Lagerzapfen 425 weggedrückt, und die Stellantriebe 435 werden über das Steuerventil 440 mit dem Ablaß in Verbindung gehalten. Wenn jedoch die Segelstellung herzustellen ist, wird das Ventil 440, beispielsweise durch den Regler 294, in die obere Ventilstellung verstellt, in der es die Stellantriebe 435 mit dem zweiten Steuerventil 373 über die Leitung 450 verbindet. Das zweite Steuerventil 373, das durch ein an es angelegtes Segelstellungssignal betätigt worden ist, verbindet die Leitung 450 mit der Leitung 377, so daß die Stellantriebe 435 mit Druck beaufschlagt werden und die Schieber 430 an dem Lagerzapfen 425 in Anlage bringen. Die Wipparretiervorrichtung 420 hat außerdem hydraulisch oder elektrisch gesteuerte Rastvorrichtungen 455, die ein Rastelement 460 haben, welches normalerweise von dem Schieber 430 durch Hydrauliköl weggedrückt ist, das der Rastvorrichtung über eine Leitung 450 zugeführt wird und auf das Rastelement einwirkt. Während des Herstellens der Segelstellung verbindet das Ventil 440 die Rastvorrichtung 455 mit dem Ablaß, wobei eine Feder 465 das Rastelement 460 in Eingriff mit einer Rastkerbe an dem Schieber 430 drückt und dadurch den Schieber in Anlage an dem Lagerzapfen mechanisch verriegelt, um die versetzte Winkelausrichtung der Blätter 10, 15 gegenüber dem Windturbinenturm aufrechtzuerhalten.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Blatteinstelleinrichtung, wobei gleiche Teile wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform gleiche Bezugszahlen tragen. Ähnlich wie bei der in Fig. 1 gezeigten Blatteinstelleinrichtung enthält die Blatteinstelleinrichtung nach Fig. 2 Blätter 10 und 15, die um ihre Längsachsen durch Stellantriebe 30 bis 45 gedreht werden, welche unter Druck stehendes Hydrauliköl aus der ersten Versorgungseinrichtung oder Drehpumpe 50 entsprechend der Einstellung eines ersten Steuerventils 60 empfangen. Das Hydrauliköl wird wie bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform den Stellantrieben über Schieberventile 105 bis 120 zugeführt, die durch die beiden Servostellantriebe 240 und 245 betätigt werden, wobei die Schieberventile durch ein mechanisches Rückführungssystem, durch das die Schieberkolben, die Blätter und die Servostellantriebe miteinander verbunden sind, in die Nullstellung gebracht werden.
Insgesamt unterscheidet sich die weitere Ausführungsform von der Ausführungsform nach Fig. 1 im Aufbau der zweiten Steuereinrichtung und in den Verbindungen der Speicher oder zweiten Versorgungseinrichtung mit dieser zweiten Steuereinrichtung. Gemäß Fig. 2 werden statt eines zweiten Steuer- oder Segelstellungsventils 373 vier einzelne Segelstellungssteuerventile 600 bis 615 benutzt, die auf die normale Blattanstellwinkeleinstellung eingestellt gezeigt sind. In der dargestellten Stellung stellen die Ventile 600 und 605 eine Verbindung zwischen dem ersten Steuerventil 60 und den linken Enden der Servostellantriebszylinder her. Auf gleiche Weise stellen die Segelstellungssteuerventile 610 und 615 eine Verbindung zwischen dem ersten Steuerventil 60 und den rechten Seiten der Servostellantriebszylinder her. Es ist zu erkennen, daß somit bei der normalen Blattanstellwinkeleinstellung die in der in der Zeichnung dargestellten Weise eingestellten Segelstellungssteuerventile die normale Zufuhr von Hydrauliköl ermöglichen, was durch das erste Steuerventil 60 gesteuert wird. Die Ventile 600-615 werden durch Hydrauliksteueröl-druck gesteuert, mit dem die Ventile über Leitungen 620 und 625 beaufschlagt werden, welche mit der Hauptzufuhrleitung 165 und der Drehpumpe 50 verbunden sind. Zu einem Verlust dieses Hydrauliksteueröldruckes kommt es, beispielsweise, bei einem Versagen der Haupthydraulikölzufuhr oder bei einem kleineren Steuerdrucksignal durch die Betätigung eines Segelstellungsmagnetventils 627 durch einen Regler (nicht gezeigt), bei dem dieses Ventil aus seiner normalen ( dargestellten) Einstellung in seine Segelstellungseinstellung gebracht wird, in der die Leitung 625 mit dem Ablaß verbunden ist. Die Segelstellungssteuerventile 600-615 sind in ihre Segelstellungseinstellungen federvorgespannt, wobei dieser Verlust an Hydrauliksteueröldruck bewirkt, daß die Ventile die linken Enden der Servostellantriebe 240 und 245 direkt mit der Ablaßleitung 185 verbinden. Der Verlust an Steuerdruck, der bewirkt, daß die Ventile 610 und 615 in die Segelstellungspositionen gebracht werden, führt zum Verbinden der rechten Seite der Servostellantriebe 240 und 245 mit den zweiten Versorgungseinrichtungen oder Speichern 320 bzw. 325 über Leitungen 630 bzw. 635. Es ist zu erkennen, daß somit die Ventile 600 bis 615 für das erste Steuerventil 60 unter Segelstellungsbedingungen übernehmen und die Zufuhr von Hydrauliköl aus den Speichern steuern. Es ist außerdem zu erkennen, daß die Speicher Hydrauliköl nur unter Segelstellungsbedingungen liefern und nicht bei der normalen Blattanstellwinkelverstellung, wie es die Speicher bei der in Fig. 1 gezeigten Blatteinstelleinrichtung taten. Demgemäß wird das von jedem Speicher abgegebene Hydrauliköl durch ein Speicherausgangsventil 640 gesteuert, das durch Hydrauliksteueröldruck in der Leitung 625 in der normalen ( dargestellten) Einstellung gehalten wird. Der Ausfall dieses Hydrauliksteueröldruckes durch Betätigung des Magnetventils 627 bewirkt, daß das Ventil durch eine zugeordnete Ventilfeder nach rechts vorgespannt wird, wodurch der Ausgang der Speicher mit dem zugeordneten Segelstellungssteuerventil 610 oder 615 verbunden wird.
Die Ausgänge der Speicher sind voneinander durch servobetätigte Trennventile 645 getrennt, die in der Hauptzufuhrleitung 165 angeordnet sind. Unter normalen Betriebsbedingungen sind die Trennventile in der dargestellten Weise eingestellt, wodurch Hydrauliköl aus der Leitung 165 den Schieberventilen 105-120 über die Ventile 645 zugeführt wird. Unter Segelstellungsbedingungen bewirkt jedoch ein Verlust an Hydraulikölsteuerdruck in der Leitung 650, die mit der Leitung 620 in Verbindung steht, daß die Trennventile 645 in ihre Segelstellungseinstellungen vorgespannt werden, wodurch das von dem Speicher 320 abgegebene Hydrauliköl, das den Schieberventilen über die Leitung 175 zugeführt wird, von dem von dem Speicher 325 abgegebenen Hydrauliköl, das den Schieberventilen über die Leitung 635 und die Hauptzufuhrleitung 165 zugeführt wird, getrennt ist.
Die Blatteinstelleinrichtung ist außerdem mit einem dritten oder Anstellwinkelverstellspeicher 660 versehen, dessen Ausgang mit der Hauptzufuhrleitung 165 über ein Druckreduzierventil 665 verbunden ist. Der Speicher 660 gibt zusätzliches Hydrauliköl für große Blattverstellungen ab, wenn das von der Drehpumpe 50 abgegebene Hydrauliköl nicht ausreicht. Ebenso wie die Speicher 320 und 325 wird der Speicher 660 durch die Ladepumpe 330 geladen.
Diese zweite Ausführungsform der Blatteinstelleinrichtung weist deshalb viele der Vorteile der mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Blatteinstelleinrichtung auf. Das heißt, Hydrauliköl, das den Schieberventilen unter Segelstellungsbedingungen zugeführt wird, wird aus getrennten zweiten Versorgungseinrichtungen zugeführt, von denen jede Stellantriebe speist, die beide Blätter antreiben, wobei das abgegebene Hydrauliköl der einzelnen zweiten Versorgungseinrichtungen getrennt bleibt, wodurch beispielsweise verhindert wird, daß es zum Verlust von Hydrauliköl aus einer der Versorgungseinrichtungen durch Lecken oder Bruch der anderen Versorgungseinrichtung oder einer dieser zugeordneten Leitung kommt. Weiter ist der in Fig. 2 gezeigten Blatteinstelleinrichtung ebenso wie der in Fig. 1 gezeigten eine Hydraulikölverstärkung von dem ersten Steuerventil 60 zu der Verteilvorrichtung 55 zugeordnet, wodurch das erste Steuerventil 60 nur einen kleinen Teil des Durchflusses zu verarbeiten braucht. Dieses Steuerventil wird deshalb ein geringeres Gewicht und eine größere Kompaktheit haben, was es gestattet, dieses Ventil an der Windturbinennabe zu befestigen, ohne daß die Turbinenleistungsfähigkeit in unzulässiger Weise beeinträchtigt wird.

Claims

1. Blatteinstelleinrichtung für eine mit mehreren Blättern (10, 15) versehene Windturbine, mit mehreren hydraulischen Stellantrieben (30, 35, 40, 45) zum Drehen jedes Blattes (10, 15) um dessen Längsachse beim Einstellen des Blattanstellwinkels und beim Herstellen der Segelstellung und mit einer Verteilvorrichtung (55) zum wahlweisen Verteilen von Hydrauliköl aus einer Hydraulikölversorgungsvorrichtung an jeden Stellantrieb (30, 35, 40, 45) sowohl beim Einstellen des Anstellwinkels als auch beim Herstellen der Segelstellung, dadurch gekennzeichnet, daß mit jedem Blatt (10, 15) wenigstens zwei Stellantriebe (30, 35; 40, 45) verbunden sind, daß die Hydraulikölversorgungsvorrichtung aus einer ersten Versorgungseinrichtung (50) und wenigstens zwei zweiten Versorgungseinrichtungen (320, 325) besteht, daß eine erste Steuereinrichtung (60) vorgesehen ist zum Steuern des Einleitens von Hydrauliköl aus der Hydraulikölversorgungsvorrichtung in die Verteilvorrichtung (55) beim Einstellen des Blattanstellwinkels, daß eine zweite Steuereinrichtung (70; 600, 605, 610, 615) vorgesehen ist zum Steuern des Einleitens von Hydrauliköl aus der Hydraulikölversorgungsvorrichtung in die Verteilvorrichtung (55) beim Herstellen der Blattsegelstellung und daß jede zweite Versorgungseinrichtung (320, 325) so angeschlossen ist, daß sie Hydrauliköl wenigstens einem der jedem Blatt (10, 15) zugeordneten Stellantriebe (30, 35; 40, 45) unabhängig von dem Blatt zugeordneten anderen Stellantrieben zuführen kann, so daß jede zweite Versorgungseinrichtung (320, 325) einzeln in der Lage ist, Hydrauliköl zum gleichzeitigen Drehen sämtlicher Blätter zu liefern.

2. Blatteinstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Versorgungseinrichtungen (320, 325) jeweils Hydrauliköl wenigstens an den jedem Blatt (10, 15) zugeordneten einen Stellantrieb (30, 35; 40, 45) unabhängig von den übrigen zweiten Versorgungseinrichtungen (320, 325) abgeben.

3. Blatteinstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Servovorrichtung (235), die mit der ersten und der zweiten Steuereinrichtung (60, 70; 600, 605, 610, 615) in Verbindung steht, mit der Verteilvorrichtung zum Betätigen derselben verbunden ist, wobei die erste und die zweite Steuereinrichtung (60, 70; 600, 605, 610, 615) das Einleiten von Hydrauliköl aus den Versorgungseinrichtungen (50; 320, 325) in die Servovorrichtung (235) steuern, und daß die Servovorrichtung (235) auf das in sie eingeleitete Hydrauliköl hin die Verteilvorrichtung (55) betätigt, um Hydrauliköl aus den Versorgungseinrichtungen (50, 320, 325) direkt zu den Stellantrieben (30, 35; 40, 45) zu leiten.

4. Blatteinstelleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilvorrichtung (55) den Stellantrieben (30, 35; 40, 45) jeweils zugeordnete Schieberventile (105, 110, 115, 120) aufweist, von denen jedes ein Gehäuse (215) mit Öffnungen hat, die mit einem der Stellantriebe, der ersten Versorgungseinrichtung (50) und einer der zweiten Versorgungseinrichtungen (320, 325) sowie einem Ablaß (180) in Verbindung stehen, und einen beweglichen Schieberkolben (220), der in dem Gehäuse (215) angeordnet und mit einem der Blätter (10, 15) in mechanischer Rückführungsverbindung ist, so daß jedes Schieberventil (105, 110, 115, 120) durch Bewegung des Schieberkolbens (220), die durch eine Drehbewegung des Blattes (10, 15) mittels des Stellantriebs (30, 35; 40, 45) bewirkt wird, in die Nullstellung gebracht wird.

5. Blatteinstelleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Servovorrichtung (235) einen Hydraulikmotor aufweist, der einen hin- und herbeweglichen Kolben (247) enthält, welcher mit dem Schieberkolben (220) zur Bewegung mit diesem in Verbindung steht.

6. Blatteinstelleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Servovorrichtung (235) und die Blätter (10, 15) mit dem Schieberkolben (220) über Gelenkverbindungen mit einem Steuergestänge (265, 270) an einer ersten Stelle und mit Abstand davon an einer zweiten Stelle verbunden sind und daß der Schieberkolben (220) an dem Steuergestänge (265, 270) zwischen der ersten und der zweiten Stelle angelenkt ist.

7. Blatteinstelleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergestänge (265, 270) einen einzelnen Hebel aufweist.

8. Blatteinstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der mit einem der Blätter (10, 15) verbundenen Stellantriebe (30, 35; 40, 45) mit einem der Schieberventile (105, 110, 115, 120) in Verbindung steht und daß Trennventile (308, 388; 645) in einer Hydraulikleitung (370), welche Hydrauliköleinlässe der Schieberventile (105, 110, 115, 120) verbindet, die den Stellantrieben (30, 35; 40, 45) zugeordnet sind, angeordnet sind und die Verbindung zwischen den Schieberventileinlässen während des Herstellens der Segelstellung der Blätter (10, 15) blockieren, um dadurch eine Verbindung zwischen den zweiten Versorgungseinrichtungen (320, 325) zu verhindern.

9. Blatteinstelleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß der Schieberventile (105, 110, 115, 120), die einem Stellantriebspaar (30, 35; 40, 45) zugeordnet sind, mit dem Einlaß der Schieberventile (105, 110, 115, 120) in Verbindung steht, die wenigstens einem der Stellantriebe (30, 35; 40, 45) zugeordnet sind, die jedem übrigen Blatt (10, 15) zugeordnet sind.

10. Blatteinstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuereinrichtung (70) ein erstes Segelstellungssteuerventil (600, 605) aufweist, mittels welchem eine Hydraulikölverbindung zwischen der Servovorrichtung (235) und dem Ablaß (180) herstellbar ist, und ein zweites Segelstellungssteuerventil (610, 615), mittels welchem eine Hydraulikölverbindung zwischen der Servovorrichtung (235) und einer der zweiten Versorgungseinrichtungen (320, 325) beim Herstellen der Segelstellung herstellbar ist.

11. Blatteinstelleinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Segelstellungssteuerventil (600, 605, 610, 615) eine Verbindung zwischen der Servovorrichtung (235) und der ersten Steuereinrichtung (60) beim Einstellen des Blattanstellwinkels herstellen.

12. Blatteinstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuereinrichtung (60) ein erstes servobetätigtes Steuerventil aufweist, das eine erste Einstellung hat, in der Hydrauliköl aus der ersten Versorgungseinrichtung (50) so zu der Servovorrichtung (235) geleitet wird, daß der Blattanstellwinkel vergrößert wird, und eine zweite Einstellung, in der Hydrauliköl aus der ersten Versorgungseinrichtung (50) so zu der Servovorrichtung (235) geleitet wird, daß der Blattanstellwinkel verkleinert wird.

13. Blatteinstelleinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Servovorrichtung (235) zwei hydraulische Servostellantriebe (240, 245) aufweist, die in Antriebsverbindung mit der Verteilvorrichtung (55) sind, daß die Zufuhr von Hydrauliköl zu einem ersten der beiden Servostellantriebe (240) durch die erste und durch die zweite Steuereinrichtung (60, 70) gesteuert ist und der erste Servostellantrieb (240) die Verteilvorrichtung (55) beim Einstellen des Blattanstellwinkels betätigt, und daß die Zufuhr von Hydrauliköl zu dem zweiten Servostellantrieb (245) durch die zweite Steuereinrichtung (70) gesteuert ist und der zweite Servostellantrieb (245) die Verteilvorrichtung (55) beim Herstellen der Blattsegelstellung betätigt.

14. Blatteinstelleinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuereinrichtung (70) ein zweites servobetätigtes Steuerventil (373) aufweist, das eine erste Einstellung für das normale Einstellen des Blattanstellwinkels hat, bei dem der erste Servostellantrieb (240) in Verbindung mit der ersten Versorgungseinrichtung (50) und der zweite Servostellantrieb (245) in Verbindung mit dem Ablaß (180) ist, und das eine zweite Einstellung für das Herstellen der Blattsegelstellung hat, bei dem der erste Servostellantrieb (240) in Verbindung mit dem Ablaß (180) und der zweiten Servostellantrieb (245) in Verbindung mit einer der zweiten Versorgungseinrichtungen (320) ist.

15. Blatteinstelleinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Einstellung des zweiten servobetätigten Steuerventils (373) der zweite Servostellantrieb (245) mit der ersten Versorgungseinrichtung (50) in Verbindung ist.

16. Blatteinstelleinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der zweiten Versorgungseinrichtungen (320) mit der ersten Versorgungseinrichtung (50 ) in Verbindung steht, um die Zufuhr von Hydauliköl zu der Servovorrichtung (235) bei dem normalen Einstellen des Blattanstellwinkels zu ergänzen.

17. Blatteinstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch hydraulisch gesteuerte Blattverriegelungsvorrichtungen (385) mit einem Verriegelungselement (390), das bei einem Verlust an Hydrauliköldruck mit einem zugeordneten Blatt in Eingriff kommt und dieses in der Segelstellung festhält.

18. Blatteinstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch eine hydraulisch gesteuerte Wipparretiervorrichtung (420) zum Arretieren der Blätter (10, 15) in der Selgestellung in derartiger Winkellage, daß eine durch die Wege der Blattspitzen festgelegte Ebene gegen die Vertikale versetzt ist.

19. Blatteinstelleinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Wipparretiervorrichtung (420) einen Blattlagerzapfen (425) aufweist, mit dem ein Schieber (430) in Berührung bringbar ist, um eine Drehung des Blattlagerzapfens zu verhindern, wobei der Schieber (430) durch Hydrauliköl zumindest zum Teil aus einer der zweiten Versorgungseinrichtungen (320) hydraulisch betätigbar ist und ein Wipparretiervorrichtungssteuerventil (440) aufweist, das den Fluß von Hydrauliköl aus der einen zweiten Versorgungseinrichtung (320) zur Betätigung des Schiebers (430) steuert, und daß die Wipparretiervorrichtung (420) ein servogesteuertes Rastelement (460) aufweist, daß mit dem Schieber (430) in Eingriff bringbar ist, um diesen mit dem Lagerzapfen (425) in Berührung zu halten.