NL8204845A

NL8204845A - Bladverstelmechanisme voor de rotorbladen van een windmolen.

Info

Publication number: NL8204845A
Application number: NL8204845A
Authority: NL
Original assignee: Fdo Techn Adviseurs
Priority date: 1982-03-26
Filing date: 1982-12-15
Publication date: 1983-10-17
Also published as: EP0094106A2; EP0094106A3; DE3366999D1; EP0094106B1

Description

* P Kon/HPJS/12

Bladverstelmechanisme voor de rotorbladen van een windmolen.

De uitvinding heeft betrekking op een bladverstelmechanisme voor het verstellen van rotorbladen van een van een horizontaal in een rotorgondeldeel gelagerde rotoras voorziene windmolen, omvattende een verstelenergie leverende ro-5 tatiemotor, inwerkend op verstelmiddelen, die in de hol uitgevoerde rotornaaf en rotoras zijn aangebracht en die met de draaibaar in de rotornaaf aangebrachte rotorbladen zijn gekoppeld met middelen, die een bladverstelkoppel kunnen veroorzaken. Dit koppel kan met verschillende op zich bekende 10 overbrengingsmiddelen worden bewerkstelligd.

De rotorbladen moeten kunnen worden versteld tussen de vaanstand en de werkstanden. In de vaanstand is bij een in de wind staande molenrotor de neus van de rotorbladen tegen de richting van de wind in gericht en wel zodanig dat bij stil-15 staande molenrotor de gemiddelde invalshoek van de wind op het rotorblad gelijk is aan 0. In dit geval wordt door de wind geen aërodynamisch rotatiekoppel op de molenrotor uitgeoefend.

In de werkstanden van de bladen zijn deze zodanig in de 20 rotornaaf verdraaid dat de relatieve luchtsnelheidsvector met een zodanige invalshoek op het rotorblad aangrijpt, dat op de roterende molenrotor een aandrijvend aërodynamisch rotatiekoppel wordt uitgeoefend.

Bij een inbedrijfzijnde windmolen dienen onder alle om-25 standigheden de rotorbladen naar de vaanstand te kunnen worden versteld om daardoor de rotatiesnelheid van de molenrotor tot 0 te kunnen terugbrengen. Dit moet dus ook het geval zijn wanneer de verstelenergie leverende aandrijfmotor onwerkzaam mocht geraken. Om dit mogelijk te maken worden in het alge-30 meen delen van het verstelsysteem gedupliceerd of wordt in geval van een electrohydraulisch systeem meestal gebruik gemaakt van een nood drukreservoir voor de hydraulische werk-vloeistof. Deze oplossingen zijn gecompliceerd en kostbaar en zijn er overigens immer op gebaseerd, dat inwendig verstel-35 energie wordt toegevoerd, waardoor de bedrijfszekerheid wordt aangetast.

8204845 -2-

De uitvinding heeft ten doel deze tekortkomingen op te heffen en een eenvoudig en bedrijfszeker bladverstelmechanis-me te verschaffen dat zonder gebruik te maken van een inwendige energiebron de rotorbladen automatisch naar de vaanstand 5 kan verstellen bij een in bedrijf zijnde windmolen. Volgens de uitvinding wordt dit bewerkstelligd, doordat de verstel-middelen worden verplaatst door een ten opzichte van de ro-toras relatieve rotatie van een co-axiaal in de holle rotoras aangebrachte spindelas, die is verbonden met een as van de 10 vast opgestelde rotatiemotor en welke spindelas middels een electromagnetische koppeling vast kan worden verbonden aan de rotoras.

Bij voorkeur is een electromagnetische rem aanwezig, die bij het wegvallen van haar bekrachtiging de rotatiesnelheid 15 van de spindelas vertraagt. De richting van de spoedhoek van de spindelasschroefdraad is namelijk zodanig dat wanneer de spindelas in eenzelfde rotatierichting als van de rotoras minder snel roteert dan de rotoras, bladverstelling naar de vaanstand plaats heeft. Noodzakelijkerwijs vindt een bladver-20 stelling naar de werkstand toe plaats, wanneer de spindelas sneller roteert dan de rotoras. Van de electromagnetische koppeling en rem is het electromagnetische deel bij voorkeur zodanig uitgevoerd, dat door het afschakelen van de elec-trische bekrachtigingsstroom de koppeling onwerkzaam wordt, 25 waardoor de verbinding tussen spindelas en rotoras wordt opgeheven en de rem op de uitgaande as van de dan niet bekrachtigde electromotor van het verstelmechanisme tot ingrijping komt. Gedurende de rotatie van de molenrotor zal dan de rotoras sneller roteren dan de spindelas, waardoor verstelling 20 van de rotorbladen naar de vaanstand plaats vindt en door aërodynamische afremming de molenrotor tot stilstand wordt gebracht.

Hiermede wordt dus aan de doelstellingen, die aan de uitvinding ten grondslag lagen, geheel voldaan. Op eenvoudige 25 βη bedrijfszekere wijze wordt zonder gebruik van een interne energiebron het verstellen van de rotorbladen van een inbe-drijfzijnde windmolen naar de vaanstand en daarmede het tot stilstand brengen van de molenrotor gegarandeerd.

De tabel I toont de electrische schakelcombinaties voor 8204845 -3- .......... ....................................

# , de werking van het bladverstelraechanisme volgens de uitvin* ding, waarbij geen gebruik wordt gemaakt van de hulpas, bij verschillende bedrijfssituaties van de windmolen.

Voor' het verstellen van de rotorbladhoek tijdens windmo-5 lenbedrijf moet echter altijd worden gebruik gemaakt van de rotatiemotor, die dan veelvuldig en kortstondig aan en uit moet worden geschakeld. Dit kan uiteraard de levensduur van deze motor ongunstig beïnvloeden. Verder zal de snelheid, waarmee de bladverstelling plaats vindt, uiteraard afhangen 10

TABEL X

Electromechanische Bedrijfssituatie delen van het , „ „ bladver stel- windmolen mechanisme (zonder _________ _ hulpas) _——— opstarten regelen niet- stoppen nocd- regelen lefase 2efase stop a) Lamellen koppeling electr .bekrachtiging

in —»spindelas vast X

aan rotoras

uit-»spindelas los X X X X X

van rotoras b) Rsm .

electr.bekrachtiging

in—»rem werkt niet X X X X

uit-» rem werkt wel XX

c) Electromotor electr.bekrachtiging

in—»laag toerental Χ«τ x^ X

in—»hoog toerental X*

uit X XX

8204845 -4- *. > van zowel motordraaisnelheid als rotor rotatiesnelheid, die geen vaste relatie tot elkaar bezitten, tenzij van een motor met regelbaar toerental en een regelinrichting daarvoor gebruik wordt gemaakt, hetgeen een extra complicatie betekent.

5 Voor een rotatiemotor met twee toerentallen geldt hetzelfde. Bij voorkeur is het bladverstelmechanisme volgens de uitvinding zodanig, dat bij een in bedrijf zijnde windmolen niet alleen de bladen te verstellen zijn naar de vaanstand zonder gebruik te maken van een inwendige energiebron, doch ook het 10 verstellen van de bladen naar een van de windcondities afhankelijke werkstand.

Indien het bladverstelmechanisme tevens een door de ro-toras aangedreven hulpas omvat alsmede aandrijfmiddelen om de hulpas de spindelas te doen aandrijven met naar keuze een 15 lager of een hoger toerental dan dat van de rotoras, kan de rotorbladhoek tijdens windmolenbedrijf versteld worden zonder dat er gebruik gemaakt wordt van de rotatiemotor. Bij voor keur wordt de hulpas met een iets lager toerental dan de rotoras aangedreven d.m.v. een tandwielstelsel. De hulpas is 20 bij voorkeur verder voorzien van nog twee tandwielen, die samenwerken met tandwielen welke zijn bevestigd aan twee met de spindelas samenwerkende koppelingen. De koppelingen zijn bij voorkeur uitgevoerd als electromagnetisch bekrachtigde koppelingen, die door het aanbrengen van een bekrachtigings-25 stroom de koppeling tussen spindelas en hulpas tot stand brengen. Op deze wijze is het dus mogelijk om bij een in be-drijfzijnde windmolen met draaiende rotor de bladinstelhoek te veranderen zonder gebruik te maken van de rotatiemotor maar enkel door het aktiveren van een van de hierboven ge-30 noemde koppelingen. De rotatiemotor is derhalve alleen nog nodig voor het in bedrijf stellen van een windmolen wanneer de rotorbladen nog in vaanstand staan, door deze naar een eerste werkstand te verdraaien en in het geval wanneer een windmolen uit bedrijf is genomen en de rotorbladen, als deze 35 bij stilstand nog niet geheel de vaanstand hebben ingenomen, deze daar naartoe te verdraaien.

Indien een differentiaal mechanisme wordt toegepast, waarop de spindelas en de hulpas zijn aangesloten, kan direkt een aanwijzing worden verkregen over de rotorblad instelhoek 8204845 Π............ ' ' . , .015 Φ » -5- ' .

zonder dat daarvoor in het roterende gedeelte van de rotor opnemers behoeven te worden geplaatst.

Genoemde en andere kenmerken van de uitvinding zullen bij wijze van voorbeeld voor een aantal schematische, niet-5 limiterende uitvoeringsvoorbeelden aan de hand van een tekening worden beschreven. In de tèkening stellen voor:

Figuur 1 een zij-aanzicht van een windmolen volgens de uitvinding; figuur 2 op grotere schaal een gedeeltelijk weggebroken 10 en geëxplodeerd zij-aanzicht van detail II uit figuur 1; figuur 3 op grotere schaal een zij-aanzicht, gedeeltelijk doorgesneden van detail III uit figuur 1; figuur 4 een doorsnede over lijn IV-IV van figuur 3; figuur 5 een aanzicht volgens de pijlen V van figuur 3; 15 figuur 6 een doorsnede over lijn VI-VI van figuur 3; figuur 7 op grotere schaal een zij-aanzicht, gedeeltelijk in doorsnede van detail VII van figuur 3; figuur 8 een met figuur 3 overeenkomend zij-aanzicht betreffende een variant van het in figuur 3 getekende mecha-20 nisme; en figuur 9 op grotere schaal schematisch een zij-aanzicht, gedeeltelijk in doorsnede van een variant van detail IX uit figuur 8.

Een windmolenpark kan bestaan uit een feeks identieke 25 windmolens (1) volgens de uitvinding, welke windmolens (1) van ‘een horizontaal as-type zijn en een hefwerktuig dat langs deze windmolens verrijdbaar is.

Elke windmolen 1 (fig.1) heeft een molenschacht 5 en een door de molenschacht 5 gedragen gondel 6.

30 De gondel 6 omvat een vast gondeldeel 7 en twee aan het vaste gondeldeel 7 aangebouwde gondeldelen 8 en 9.

Het vaste gondeldeel 7 heeft de vorm van een liggende cilinder 10 die met een cilindrisch bovenste molenschachtdeel 11 is verbonden en daaraan is vastgelast. Het vaste gondel-35 deel 7 is middels dit molenschachtdeel 11 en een draaikrans 12 draaibaar op een vaste molenschacht 13 van de molenschacht 5 opgesteld.

Voor het verdraaien van de gondel 6 is tenminste één electromotor 15 aanwezig, die via een rondsel 16 en een tand-40 krans 17 de gondel 6 aandrijft voor het kruien ervan (figuur 8204845 -6- 2). Het vaste gondeldeel 7 heeft aan zijn onderzijde een mangat 14, zodat men zich van binnenuit de molenschacht 5 tot in de gondel 6 kan begeven. Het gondeldeel 8 (fig.3), hierna rotorgondeldeel 8 genoemd, bevat een aantal mechanismen: na-5 melijk een rotoras 18, een tandwieldrijfwerk 19 en een blad-verstelmechanisme 20. Dit rotorgondeldeel 8 omvat: een kast 21, die opgebouwd is uit een aan het vaste gondeldeel 7 aangebouwde wand 22, een naar een molenrotor 26 toegekeerd vrij einde 23 en een daartussen aangebrachte, divergerende mantel 24; een rotorlagerhuis 25 waarin een molenrotor 26 middels zijn rotoras 18 gelagerd is; en een tandwieldrijfwerkhuis 27 waarin het tandwieldrijfwerk 19 is gelagerd, dat door de rotoras 18 wordt aangedreven.

Het gondeldeel 9, hierna generatorbeschermkap 9 genoemd, 15 heeft de vorm van een afgeknotte kegel en omgeeft een mechanisme dat een generator 28 omvat, die aan het vaste gondeldeel 7 is gelagerd.

Een in het vaste gondeldeel 7 aangebrachte tussenas 32 verbindt middels losmaakbare koppelingen 33 en 34 een van het 20 tandwieldrijfwerk 19 uitgaande as 31 met een as 35 van de generator 28.

Het rotorgondeldeel 8 en door het rotorgondeldeel 8 met de daarin aanwezige mechanismen 18,19 en 20 enerzijds en het vaste gondeldeel 7 anderzijds zijn middels uit bouten 29 be-25 staande bevestigingsmiddelen losmaakbaar met elkaar verbonden. De de generator 28 omgevende generatorbeschermkap 9 en de middels een schuifpassing in een draaggestel 100 aan het vaste gondeldeel 7 gelagerde generator 28 enerzijds en het vaste gondeldeel 7 anderzijds zijn onderling losmaakbaar ver-30 bonden middels uit bouten 42, in geval van de generatorbeschermkap 9, en uit bouten 115, in geval van de generator 28, bestaande bevestigingsmiddelen.

Op een buitenvlak 36,37 van het rotorgondeldeel 8 en de generatorbeschermkap 9 en op een generatorhuis 38 van de ge-35 nerator 28 zijn door hijsogen 39 en 111 gevormde hijsbevestigingsmiddelen aangebracht. Een hijslijn van het hefwerktuig kan aan de hijsogen 39 of 111 bevestigd worden om het rotorgondeldeel 8, de generatorbeschermkap 9 of de generator 28 van het vaste gondeldeel 7 te verwijderen.

40 8204845 -7-

De bouten 29 voor de bevestiging van het rotorgondeldeel 8 aan het vaste gondeldeel 7 zijn van binnenuit de gondel 6 bedienbaar en zijn via gaten 101, die in een centreerflens 102 van het vaste gondeldeel 7 zijn aangebracht, in schroef-5 gaten 30 van de wand 22 van het rotorgondeldeel 8 geschroefd.

Het rotorgondeldeel 8 en de door het rotorgondeldeel 8 omgeven mechanismen 18,19 en 20 kunnen tesamen in één keer met behulp van het hefwerktuig van het vaste gondeldeel 7 verwijderd worden, nadat achtereenvolgens de hijslijn van het 10 hefwerktuig aan de hijsogen 39 van het rotorgondeldeel 8 is bevestigd, van binnenuit de gondel 6 de koppeling 33 is losgemaakt en van binnenuit de gondel 6 de het rotorgondeldeel 8 aan het vaste gondeldeel 7 bevestigende bouten 29 zijn losgeschroefd.

15 De bouten 42 voor de bevestiging van de generatorbe- schermkap 9 aan het vaste gondeldeel 7 zijn van binnenuit de gondel 6 bedienbaar en zijn via gaten 103, die in een flens 104 van het vaste gondeldeel 7 zijn aangebracht, in schroef-gaten J05 van een flens 106 van de generatorbeschermkap 9 20 geschroefd.

De generatorbeschermkap 9 kan van het vaste gondeldeel 7 verwijderd worden, nadat achtereenvolgens de hijslijn van het hefwerktuig aan het hijsoog 39 van de generatorbeschermkap 9 is bevestigd en van binnenuit de gondel 6 de de generatorbe-25 schermkap 9 aan het vaste gondeldeel 7 bevestigende bouten 42 zijn losgeschroefd.

De bouten 115 voor de bevestiging van de generator 28 aan het vaste gondeldeel 7 zijn via gaten 107, die in een centreerflensconstructie 117 van het draaggestel 100 van het 30 vaste gondeldeel 7 zijn aangebracht, in schroefgaten 108 van een flens 109 van de generator 28 ge schroefd.

Indien de generatorbeschermkap 9 van het vaste gondeldeel 7 verwijderd is, kan de generator 28 met behulp van het hefwerktuig van het vaste gondeldeel 7 verwijderd worden, 35 nadat achtereenvolgens de hijslijn van het hefwerktuig aan het hijsoog 111 van het generatorhuis 38 is bevestigd, van binnenuit de gondel 6 de koppeling 34 is losgemaakt, van binnenuit de gondel 6 de bouten 115 zijn losgeschroefd en de 8204845 -8- generator 28 uit het draaggestel 100, waarin hij middels een schuifpassing is opgenomen, is geschoven.

Het rotorgondeldeel 8 en de door het rotorgondeldeel 8 omgeven mechanismen 18,19 en 20 vormen tesamen een eenheid, 5 die enerzijds en het vaste gondeldeel 7 anderzijds onderling losmaakbaar verbonden zijn. Daarentegen zijn de generatorkap 9 en het door de generatorkap 9 omgeven mechanisme 28 elk enerzijds en het vaste gondeldeel 7 anderzijds onderling losmaakbaar verbonden.

10 Het rotorgondeldeel 8 van de gondel 6 van de windmolen 1 omvat de kast 21, het rotorlagerhuis 25 en het tandwieldrijf-werkhuis 27. Het rotorlagerhuis 25 en het tandwieldrijfwerkhuis 27 zijn in de kast 21 opgenomen, waarbij de divergerende mantel 24 van de kast 21 een wand 24 van het tandwieldrijf-15 werkhuis 27 vormt (fig.3). In een door de rotoraslijn 41 begrensd langsvlak zijn delen van de divergerende mantel 24, delen van het tandwieldrijfwerkhuis 27 en delen van het rotorlagerhuis 25 onderling onlosmakelijk verbonden en behoren zij tot één en hetzelfde monoliet 43. De kast 21, het 20 rotorlagerhuis 25 en het tandwieldrijfwerkhuis 27 vormen een integrale eenheid. Deze integrale eenheid is in de richting van de rotoraslijn 41 in twee monolitische delen 44 en 45 deelbaar (fig. 4 en 5). De monolitische delen 44,45 worden met behulp van bouten 46 en moeren 47 omvattende bevesti-25 gingsmiddelen aan elkaar bevestigd.

Door middel van extra tandwielen 125 en uitgaande hulp-assen 48 zijn hulpmechanismen, bijvoorbeeld een tornmotor 49 en een smeeroliepomp 50, middels het tandwieldrijfwerk 19 met de rotoras 18 gekoppeld. Een gestel 51 voor de hulpmechanis-30 men 49 en 50 is losmaakbaar aan de wand 22 van de kast 21 van het rotorgondeldeel 8 bevestigd. De smeeroliepomp 50 voorziet middels olieleidingen 52 de lagers 53-56 van smeerolie 57, die onderin de kast 21 wordt verzameld. Op het buitenvlak 36 van de divergerende mantel 24 zijn koelvinnen 58 aangebracht 35 om de zich in de kast 21 bevindende smeerolie 57 te koelen.

De op het buitenvlak 36 van de divergerende mantel 24 aangebrachte koelvinnen 58 dienen tevens als verstijvingsvin-nen. De gondel 6 is zelfdragend en ontleent de benodigde stijfheid aan zijn vorm.

40 Het bladverstelmechanisme 20 voor het verstellen van 8204845 -9- rotorbladen 61 van de molenrotor 26 die middels zijn rotoras 18 roteerbaar is gelagerd aan het rotorgondeldeel 8 van de gondel 6 van de windmolen 1, is door de holle rotoras 18 heen gevoerd. Het bladverstelmechanisme 20 omvat een door een 5 energiebron 62 gevoede rotatiemotor voor de aandrijving, bijvoorbeeld een electromotor 63, en een spindelas 64 omvattende verstelmiddelen die de electromotor 63 met de rotorbladen 61 koppelen.

De spindelas 64 is middels een lager 112 in de holle 10 rotoras 18 gelagerd en is aan één uiteinde vast verbonden aan de uitgaande as van een reductie tandwielkast 70 op de electromotor 63. Aan het andere uiteinde is de spindelas middels een schroefgang 71 in aangrijping met een axiaal in de holle rotoras 18 verschuifbaar en tegen rotatie geborgd drukstuk 68 15 dat verder via een stangenstelsel 69 is verbonden met de consoles 78 op de kraag 59 der draaibaar in de rotornaaf 121 gelagerde rotorbladen 61. Tussen spindelas 64 en rotoras 18 is een electromagnetische koppeling 65 aangebracht en op de as 67 van de aandrijfmotor 63 een electromagnetische rem 66. 20 Bladverstelling van de rotorbladen 61 vindt plaats wan neer de spindelas 64 een van de rotoras 18 afwijkende rota-tiesnelheid heeft en wel zodanig, dat wanneer de spindelas 64 in dezelfde rotatierichting sneller roteert dan de rotoras 18, de rotorbladen 61 van de vaanstand a£ worden versteld en 25 wanneer de spindelas 64 langzamer roteert verstelling naar de vaanstand toe plaats heeft. Wanneer bij een in bedrijf zijnde windmolen 1 geen bladverstelling behoeft plaats te vinden is de spindelas 64 middels de electromagnetische koppeling 65 vastgekoppeld aan de rotoras 18, is de electromagnetische rem 30 66 niet werkzaam en is de electromotor 63 onbekrachtigd.

Wanneer tijdens bedrijf de rotorbladen 61 moeten worden versteld dan is de electromagnetische koppeling 65 onwerkzaam evenals de electromagnetische rem 66 en wordt de electromotor 63 bekrachtigd, teneinde het voor de gewenste verstelling 35 benodigde toerental aan te nemen.

De electromotor 63 kan met tenminste twee snelheden worden aangedreven. Een hoge snelheid, waardoor de spindelas 64 een rotatiesnelheid aanneemt, die gelijk is aan die van de rotoras 18 bij het maximaal toelaatbare rotorbedrijfstoeren-40 tal, en een lage snelheid waardoor de spindelas 64 een rota- 8204845 #. * -10- tiesnelheid aanneemt, die gelijk of kleiner is aan die van de rotoras 18 bij het minimum rotor-bedrijfstoerental. Voor het op bedrijfstoerental brengen van een windmolen 1 vanuit de ruststand, waarbij de rotorbladen 61 in vaanstand staan, zal 5 de electromotor 63 dus eerst met lage en daarna met hoge snelheid moeten worden aangedreven om een rotor-bedrijfstoerental tussen minimum en maximum te bereiken. Om van het maximum bedrijfstoerental naar het minimum bedrijfstoerental te geraken moet de electromotor 63 op de lage snelheid worden 10 bedreven. Moet de windmolen 1 na het bereiken van het minimum bedrijfstoerental in ruststand worden gebracht dan wordt daarbij gehandeld zoals hierna is beschreven voor het uit bedrijf nemen bij het optreden van een noodtoestand.

Wanneer als gevolg van het optreden van een noodsituatie 15 de windmolen 1 zo snel mogelijk uit bedrijf moet worden genomen geschiedt dit bij het bladverstelmechanisme 20 volgens de uitvinding op de meest bedrijfszekere manier als volgt: de electromagnetische koppeling 65 wordt gelost door het afnemen van de electrische bekrachtiging en de electromagne-20 tische rem 66 wordt tot aangrijpen gebracht eveneens door het afnemen van de electrische bekrachtiging, terwijl de electrische bekrachtiging van de electromotor 63 eveneens uitgeschakeld is. Hierdoor wordt de spindelasrotatie vertraagd ten opzichte van de rotorasrotatie en worden de rotorbladen 61 25 versteld naar de vaanstand toe, waardoor de molenrotor 26 aërodynamisch wordt afgeremd, terwijl voor deze verstelling geen inwendige energiebron behoeft te worden aangesproken.

In de holle rotoras 18 is de spindelas 64 middels een schroefgang 71 gekoppeld met het drukstuk 68 dat middels ge-30 leidestangen 72 geborgd tegen rotatie ten opzichte van de rotoras 18 verschuifbaar in de holle rotoras 18 is gelagerd. De rotoras 18 is voorzien van een ringvormig stootstuk 73 dat middels bouten 74 aan de rotoras 18 is bevestigd en waaraan de geleidestangen 72 zijn aangebracht. Het drukstuk 68 is 35 middels kogelscharnieren 75 met het stangenstelsel 69 gekoppeld. Het stangenstelsel 69 omvat stangen 76 die enerzijds middels kogelscharnieren 75 met het drukstuk 68 zijn verbonden en anderzijds middels kogelscharnieren 77 met consoles 78 zijn verbonden (fig.6). De console 78 is bevestigd op een 40 8204845 * * -//- kraag 59 van het rotorblad 61 dat middels een draaikrans 60 roteerbaar aan het vrije einde 42 van de rotoras 18 is gelagerd.

De electromagnetische lamellen koppeling 65 omvat een in 5 een bekrachtigingshuis 122 aangebrachte, ringvormige electro-magneet 79 die middels lagers 80 om een sterspiebus 81 is gelagerd (fig.7). Het bekrachtigingshuis 122 is geborgd tegen rotatie ten opzichte van de wand 22 van het rotorgondeldeel 8, daartoe is het bekrachtigingshuis 122 voorzien van tenmin-10 ste één uitsparing 123 voor een aan de wand 22 bevestigde nok 124. De sterspiebus 81 is om de rotoras 18 aangebracht en middels een spie 82 tegen rotatie ten opzichte van de rotoras 18 geborgd. Op de sterspiebus 81 zijn in axiale richting verschuifbare tegen rotatie ten opzichte van de sterspiebus 81 15 geborgde lamellen 83 aangebracht, die zich in radiale richting uitstrekken. De lamellen 83 worden omgeven door een sterspiehuis 84, dat op de spindelas 64 is aangebracht en middels een spie 85 tegen rotatie ten opzichte van de spindelas 64 is geborgd. Op het binnenvlak 86 van het sterspie-20 huis 84 zijn in axiale richting verschuifbare tegen rotatie ten opzichte van het sterspiehuis 84 geborgde lamellen 87 aangebracht, die zich in ruimten tussen de lamellen 83 en de ruimte tussen de lamellen 83 en het sterspiehuis 84 uitstrekken. Bij bekrachtiging van de electromagneet 79 zal door de 25 spoel 88 een magneetveld worden geïnduceerd, waardoor de lamellen 87 van het sterspiehuis 84 en de lamellen 83 van de sterspiebus 81 zich in een axiale richting tot aan een vast binnenvlak 86 van het sterspiehuis 84 toe verplaatsen, zodat de lamellen 87 en 83 op elkaar in aangrijping komen, waardoor 30 de spindelas 64 met de rotoras 18 wordt gekoppeld.

De electromotor 63 en de op de electromotoras 67 van de electromotor 63 inwerkende electromagnetische rem 66 zijn middels het reductietandwieldrijfwerkhuis 99 van het reduc-tietandwieldrijfwerk 70 aan een gestel 89 bevestigd. Het ge-35 stel 89 is losmaakbaar verbonden met de aangebouwde wand 22 van de kast 21 van het rotorgondeldeel 8.

In een regelsysteem voor de bediening van het bladver-stelmechanisme 20 zijn tasters 90 opgenomen die de rotatie-snelheid van de rotoras 18 bepalen, en welke middels bevesti- 40 gingsmiddelen 91,92 met de wand 22 van de kast 21 van het rotorgondeldeel 8 verbonden.

8204845 ♦' » -12-

De voor het bladverstelmechanisme benodigde schakelsignalen zijn afkomstig van het regelsysteem, dat hier niet wordt besproken.

Afhankelijk van de signalen van het regelsysteem worden 5 bladen 61 middels het bladverstelmechanisme 20 naar de vaanstand toe respektievelijk van de vaanstand versteld.

Bij het wegvallen van de electrische bekrachtigings-stroom als gevolg van een storing wordt de electromagnetische koppeling 65 gelost, waardoor de spindelas 64 van de rotoras 10 18 wordt ontkoppeld en wordt de electromagnetische rem 66 op de electromotoras 67 van de electromotor 63 tot aangrijpen gebracht, waardoor de rotatie van de spindelas 64 die middels het reductietandwieldrijfwerk 70 met de electromotoras 67 is gekoppeld, ten opzichte van de molenrotoras 18, wordt ver-15 traagd, zodat de rotorbladen 61 zonder gebruikmaking van de electromotor 63 de zin naar de vaanstand toe worden versteld en de molenrotor 26 tot stilstand komt.

De variant van het bladverstelmechanisme 20, getoond in figuur 8, is identiek met het bladverstelmechanisme 20 van 20 figuur 3, met dien verstande, dat de spindelas 64 via een kegeldrijfwerk 93 gekoppeld is met de rotorbladen 61.

Het rotoreindstuk 8 volgens de uitvinding, waarvan de kast 21, het rotorlagerhuis 25 en het tandwieldrijfwerkhuis 27 een integrale eenheid vormen, kan met de door het rotor-25 gondeldeel 8 omgeven mechanismen 18,19 en 20 in zijn geheel van het vaste gondeldeel 7 van de gondel 6 verwijderd worden. In geval van een windmolenpark kan het voor onderhouds- of reparatiewerkzaamheden te verwijderen rotorgondeldeel 8 uitgewisseld worden voor een reserve-rotorgondeldeel 8 en kunnen 30 onderhouds- en reparatiewerkzaamheden in een revisiewerk-plaats worden uitgevoerd.

Voor de generator 28 geldt hetzelfde als voor het rotorgondeldeel 8. Figuur 9 heeft betrekking op een bladverstelmechanisme, waarmee bij een in bedrijf zijnde windmolen te-35 vens de bladinstelhoeken kunnen worden gewijzigd voor het innemen van de bij een veranderde windsnelheid behorende, voorgeschreven werkstand, zonder dat daarbij voor dit instellen een interne energiebron benodigd is.

Figuur 9 toont zeer schematisch de aandrijving van de 40 8204845 * . * -13- spindelas 64 van het bladverstelmechanisme 20, waarbij de hulpas 130 door de rotoras 18 wordt aangedreven door middel van een tandwielpaar 131, en wel zodanig, dat de hulpas 130 langzamer roteert dan de rotoras 18. Het tandwiel 131a is 5 vast bevestigd aan de hulpas 130, het tandwiel 131b is vast bevestigd op het deel 132a van een electromagnetische lamellenkoppeling 132 en de spindelas 64 is vast verbonden met het andere deel 132b van de lamellenkoppeling 132. Het huis 132c van de bekrachtigingsspoel staat stil. Op deze wijze staan 10 door middel van de tandwielparen 133,134 en de koppelingen 135,136 de hulpas 130 en de spindelas 64 met elkaar in verbinding. De aandrijfmiddelen 133-136 voor het met de hulpas 130 aandrijven van de spindelas 64 bestaan uit twee bedien-bare koppelingen 135,136 die elk enerzijds met het ene koppe-15 lingsdeel 135b,136b verbonden zijn met de spindelas 64 en elk anderzijds via een aan het andere koppelingsdeel 135a, 136b bevestigd koppelingstandwiel 133b,134b met op de hulpas 130 aangebrachte hulpastandwielen 133a,134a worden aangedreven, waarbij de koppelingstandwielen 133b,134b van de beide koppe-20 lingsdelen 135a,136a groter, respectievelijk kleiner zijn dan de overeenkomstige hulpastandwielen 133a,134a. Met behulp van een tandwielpaar 137 en de koppeling 139 is de spindelas 64 in verbinding te brengen met de rotatiemotor 63, die eventueel voorzien is van een reductietandwielkast 138. Voorts is 25 de spindelas 64 voorzien van een veerbekrachtigde, electromagnetische rem 66.

De werking van de aandrijving van de spindelas 64 met behulp van de hulpas 130 is als volgt: bij de respectievelijke bekrachtiging van de koppelingen 132; 135; 136 zal de 30 spindelas 64 worden aangedreven door respectievelijk de rotoras 18 zelf of één van de tandwielparen 133 respectievelijk 134. Wordt de koppeling 139 bekrachtigd, dan wordt de spindelas 64 aangedreven door de rotatiemotor 63 via het tandwielpaar 137. Wbrdt alleen de rem 66 bekrachtigd, dan vindt 35 verstelling naar vaanstand plaats in noodgevallen.

De overbrengingsverhouding van het tandwielpaar 131 in combinatie met respectievelijk het tandwielpaar 133 en het tandwielpaar 134 is zodanig, dat bij bekrachtiging van de respectievelijke koppelingen 135 en 136 de spindelas 64 lang-40 zamer respectievelijk sneller roteert dan de rotoras 18, en 8204845 -14- wel in beide gevallen met dezelfde verhouding.

Bij langzamere rotatie worden de rotorbladen 61 naar de vaanstand toe versteld, en in het geval van een snellere rotatie van de vaanstand af. De bekrachtigingscombinaties voor 5 de koppelingen 132?135;136;139 en de rem 66 zijn in de hiernavolgende tabel II samengevat:

TABEL II

Bekrachtiging van: 132 135 136 139 66 in uit in uit in uit in uit in uit § Bladhoek konstant x x x x x z « h § Bladhoek wijzigen naar vaanstand toe x x x x x 12 ® Bladhoek wijzigen van vaanstand af x x x x x Ω

Bladhoek konstant x x x x x § Bladhoek wijzigen naar vaanstand toe x x x x x

§ ej draairichting motor A

§ § Bladhoek wijzigen van vaanstand af x x x x x

% « draairlditing motor B______B

i; 0 Rotorbladen met maximale snelheid jjj g jij naar de vaanstand toe x x x x x 8204845 « . . . i'si -15-

Het differentiaal mechanisme 140 bezit twee differentiaal tandwielen 141 en 142. Het tandwiel 141 wordt via een tandwieloverbrenging 143 door de hulpas 130 aangedreven en het tandwiel 142 wordt via een tandwieloverbrenging 144 aan-5 gedreven door de spindelas 64. De overbrengingsverhoudingen van de tandwieloverbrengingen 143 en 144 zijn zodanig gekozen, dat de overbrengingsverhoudingen tussen enerzijds de spindelas 64 en het differentiaal tandwiel 142 en anderzijds de rotoras 18 en het differentiaal tandwiel 141 gelijk zijn, 10 waarbij de tandwielen 141 en 142 in ten opzichte van elkaar tegengestelde richtingen worden aangedreven. Indien de differentiaal tandwielen 141 en 142 dezelfde doch tegengestelde rotatiesnelheid hebben, zal het differentiaal element 145 niet roteren. Verschillen echter de rotatiesnelheden van de 15 tandwielen 141 en 142 van elkaar, bijvoorbeeld in het geval van een bladhoekverstelling, dan zal het element 145 om de as 146 draaien en een andere stand innemen. De stand van dit element 145 ten opzichte van het huis 147 is evenredig met de bladinstelhoek, en kan worden afgenomen met behulp van een 20 opnemer 148.

8204845

Claims

1. BIadverstelmechanisme (20) voor het verstellen van rotorbladen (61) van een van een horizontaal in een rotor gondeldeel (8) gelagerde rotoras (18) voorziene windmolen (1), omvattende een verstelenergieleverende rotatiemotor (63) 5 inwerkend op verstelmiddelen (68,69), die in de hol uitgevoerde rotornaaf (121) en rotoras (18) zijn aangebracht en die met de draaibaar in de rotornaaf (121) aangebrachte rotorbladen (61) zijn gekoppeld met middelen (78), die een bladverstelkoppel kunnen veroorzaken, met het kenmerk, dat de 10 verstelmiddelen (68,69) worden verplaatst door een ten opzichte van de rotoras (18) relatieve rotatie van een co-axiaal in de holle rotoras (18) aangebrachte spindelas (64), die is verbonden aan een as (67) van de vast opgestelde rotatiemotor (63) en welke spindelas (64) middels een elec-15 tromagnetische koppeling (65,32) vast kan worden verbonden aan de rotoras (18).

2. Bladverstelmechanisme (20) volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een electromagnetische rem (66) bij het wegvallen van haar bekrachtiging de rotatiesnelheid van de spin-20 delas (64) vertraagt.

3. Bladverstelmechanisme (20) volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat een draaibaar in de electromagnetische koppeling (65) aangebracht bekrachtigingshuis (122) tegen verdraaiing ten opzichte van de wand (22) van het rotorgon- 25 deldeel (8) is geborgd en daartoe is voorzien van tenminste één uitsparing (123) voor een aan de wand (22) bevestigde nok (124).

4. Bladverstelmechanisme (20) volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het bladverstelmecha- 30 nisme (20) tevens een door de rotoras (18) aangedreven hulpas (130) omvat, alsmede aandrijfmiddelen (133,134,135,136) voor het met de hulpas (130) aandrijven van de spindelas (64) met naar keuze een lager of een hoger toerental dan dat van de rotoras (18).

5. Bladverstelmechanisme volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de hulpas (130) door de rotoras (18) zodanig met behulp van een tandwielpaar (131) wordt aangedreven, dat de 8204845 ?---:----7......... .- . . . . * -ΐΤ: -17- hulpas (130) in een vaste verhouding langzamer roteert dan de rotoras (18).

6. Bladverstelmechanisme (20) volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat de aandrijfmiddelen (133,134,135,136) 5 bestaan uit twee bedienbare koppelingen (135,136) die elk enerzijds met het ene koppelingsdeel (135b,136b) verbonden zijn roet de spindelas (64) en elk anderzijds via een aan het andere koppelingsdeel (135a,136a) bevestigd koppelingstandwiel (133b,134b) met op de hulpas (130) aangebrachte hulpas-10 tandwielen (133a,134a) worden aangedreven, waarbij de koppe-1ingstandwielen (133b,134b) van de beide koppelingsdelen (135a,136a) groter, respectievelijk kleiner zijn dan de overeenkomstige hulpastandwielen (133a,134a).

7. Bladverstelmechanisme (20) volgens conclusie 6, met 15 het kenmerk, dat de koppelingen (135,136) electromagnetisch bekrachtigbare koppelingen zijn.

8. Bladverstelmechanisme (20) volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de beide koppelingsdelen (135a,135b?136a,136b) bij bekrachtiging van de desbetreffende 20 koppeling (135 respectievelijk 136) met elkaar zijn verbonden.

9. Bladverstelmechanisme (20) volgens conclusie 4-8, met het kenmerk, dat de spindelas (64) en de hulpas (130) een differentiaal mechanisme (140) aandrijven ter bepaling van de 25 bladinstelhoek.

10. Bladverstelmechanisme (20) volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de door de spindelas (64) en de hulpas (130) aangedreven differentiaal tandwielen (141,142) van het differentiaal mechanisme (140) in tegengestelde richtingen 30 roteren, dat de rotatiesnelheden van de beide differentiaal tandwielen (141,142) in dezelfde mate evenredig zijn met de rotatiesnelheden van respectievelijk de rotoras (18) en de spindelas (64), en dat de verdraaiing van een met de beide differentiaal tandwielen (141,142) samenwerkend differentiaal 35, element (145) met behulp van een opnemer (148) afneembaar is.

11. Bladverstelmechanisme (20) volgens conclusie 1,2 of 3, met het kenmerk, dat de rotatiemotor (63) een electromotor (63) is met tenminste twee toerentallen, waarvan het hoogste zodanig is, dat daardoor de spindelas (64) met een rotatie 40 8204 845 -18- V snelheid die gelijk is aan de rotatiesnelheid van de rotoras (18) bij maximum toelaatbaar toerental van de molenrotor (26) wordt aangedreven en waarvan het laagste zodanig is, dat daardoor de spindelas (64) ten hoogste met een rotatiesnel-5 heid die gelijk is aan de rotatiesnelheid van de rotoras (18) bij een minimum bedrijfstoerental wordt aangedreven. 8204845