專利名稱：帶有擺動緩沖裝置的風(fēng)力透平機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有擺動緩沖裝置的風(fēng)力透平機(jī)，其中的擺動緩沖裝置設(shè)置在機(jī)艙，并被設(shè)計成用于緩沖轉(zhuǎn)子葉片在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動平面內(nèi)的邊緣方向的擺動。
尤其是，本發(fā)明涉及這樣一種風(fēng)力透平機(jī)，其中擺動緩沖裝置被設(shè)置在與轉(zhuǎn)子延伸端部相對的機(jī)艙端部，并被設(shè)計成用于緩沖轉(zhuǎn)子葉片在轉(zhuǎn)動平面內(nèi)的第一特征頻率的擺動，尤其是緩沖與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動軸線垂直的擺動。
背景在用于發(fā)電的風(fēng)力透平機(jī)中會產(chǎn)生一些不期望有的擺動。這些擺動可涉及整個透平機(jī)，即幾個部件以聯(lián)合的方式進(jìn)行擺動，或者是，擺動只局部地發(fā)生在單一部件中。特別嚴(yán)重的擺動是轉(zhuǎn)子葉片中的邊緣方向擺動(在轉(zhuǎn)子平面內(nèi))，或沿?fù)醢鍞[動(垂直于轉(zhuǎn)子平面)，或組合的即邊緣方向又沿?fù)醢宓臄[動。是否會發(fā)生這些擺動取決于風(fēng)力透平機(jī)的結(jié)構(gòu)和氣象條件。
葉片擺動可以通過諸如在WO-A-95/21327中所描述的那樣在葉片內(nèi)設(shè)置一個緩沖裝置來進(jìn)行緩沖，但是很難做出一個足夠緊湊和足夠平的可行結(jié)構(gòu)以滿足嚴(yán)格的空間限制。此外，在現(xiàn)有的葉片內(nèi)設(shè)置一個緩沖器即困難又昂貴。
擺動現(xiàn)象會在風(fēng)力透平機(jī)的葉片和其它部件上造成危險的高負(fù)荷，這會導(dǎo)致突然損壞，或者是隨著部件中裂縫的慢慢增大而造成疲勞損壞和縮短使用壽命，最終導(dǎo)致?lián)p壞。這些擺動的發(fā)生使風(fēng)力透平機(jī)各部件上的終身負(fù)荷的預(yù)測增加了不確定因素，且必需把風(fēng)力透平機(jī)的結(jié)構(gòu)做得比其它情況下更堅固更笨重。
本發(fā)明的描述在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動平面內(nèi)葉片的擺動，邊緣方向的擺動是特別嚴(yán)重的，這些擺動會造成葉片的基部突然破裂，而且在一些惡劣情況下還會造成葉片從轉(zhuǎn)子上斷開。
葉片邊緣方向擺動造成轉(zhuǎn)子重心發(fā)生擺動，這種擺動被傳遞到其上裝有轉(zhuǎn)子的機(jī)艙。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以通過對機(jī)艙的擺動進(jìn)行緩沖來代替通過在葉片內(nèi)設(shè)置緩沖裝置對擺動進(jìn)行緩沖。由于機(jī)艙和轉(zhuǎn)子一起擺動，因此，通過在機(jī)艙設(shè)置用于對一適當(dāng)頻率的擺動進(jìn)行緩沖的緩沖裝置，就可以把葉片的擺動緩沖到一個無害的水平。
這種解決邊緣方向的葉片擺動問題的技術(shù)方案是很有利的，因為它可以被安裝在現(xiàn)有的風(fēng)力透平機(jī)內(nèi)，而不是在葉片內(nèi)設(shè)置緩沖器，這個技術(shù)方案是不昂貴的，而且可以容易地對擺動緩沖裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)和維護(hù)。
本發(fā)明的一個發(fā)明目的是通過在風(fēng)力透平機(jī)的機(jī)艙設(shè)置擺動緩沖裝置來緩沖風(fēng)力透平機(jī)葉片的邊緣方向擺動。
因此，本發(fā)明涉及這樣一種風(fēng)力透平機(jī)，它包括一機(jī)座，一塔架，基本豎直地延伸，下端安裝在機(jī)座上，一機(jī)艙，由塔架的上端支撐，一具有至少一個葉片的風(fēng)力轉(zhuǎn)子，被安裝在一主軸上，主軸具有一基本水平的轉(zhuǎn)動軸線并被設(shè)置在機(jī)艙，風(fēng)力轉(zhuǎn)子從機(jī)艙的一端延伸，所說的至少一個葉片限定了一個垂直于轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動平面，擺動緩沖裝置，被設(shè)置在機(jī)艙并被設(shè)計成用于緩沖轉(zhuǎn)動平面內(nèi)至少一個葉片的擺動。
擺動緩沖裝置可以被設(shè)置在機(jī)艙內(nèi)部，或設(shè)置在機(jī)艙外部，這主要取決于機(jī)艙內(nèi)的空間限制。但是，對大多數(shù)風(fēng)力透平機(jī)來說，有利的方案是把擺動緩沖裝置設(shè)置在與轉(zhuǎn)子延伸端部相反的機(jī)艙端部，因為機(jī)艙可繞一中心豎直擺動軸轉(zhuǎn)動地設(shè)置在塔架上，且機(jī)艙水平擺動的幅度隨著距擺動軸的水平距離而增大，由于這個緣故，因此把擺動緩沖裝置設(shè)置在這個位置就更為有效。另一種方案就是，擺動緩沖裝置可被設(shè)置在機(jī)艙周邊附近的任何地方，甚至可設(shè)置在轉(zhuǎn)子從機(jī)艙延伸的端部。
擺動緩沖裝置至少應(yīng)該能緩沖大致水平和大致垂直于轉(zhuǎn)動軸線的擺動，這是由于葉片邊緣方向擺動所造成的轉(zhuǎn)子擺動垂直于轉(zhuǎn)動軸線。通常通過機(jī)艙與塔架之間的豎直連接的剛度可以足夠抑制豎直擺動，而對水平擺動的抑制要少一些，這是因為擺動結(jié)構(gòu)通常有一定的間隙。
擺動緩沖裝置被優(yōu)選用于緩沖這樣的擺動，即該擺動的頻率大致等于至少一個葉片的在轉(zhuǎn)動平面內(nèi)的第一特征頻率減去轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動頻率。通過實驗和模擬已證實在大多數(shù)情況下這個模式是具有最大擺幅的頻率。但是，對于某些情況，要緩沖的是其它的頻率或者是除了要緩沖這種頻率外還要緩沖其它的頻率，發(fā)現(xiàn)有利的方案是把緩沖裝置設(shè)計為用于緩沖那些頻率大致等于至少一個葉片的在轉(zhuǎn)動平面內(nèi)的第一特征頻率加上轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動頻率的擺動。
如果要對前面提到的兩種頻率進(jìn)行緩沖，那么擺動裝置的有利的實施例就包括第一緩沖裝置，用于緩沖那些頻率大致等于至少一個葉片在轉(zhuǎn)動平面內(nèi)的第一特征頻率減去轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動頻率的擺動；第二緩沖裝置，與第一緩沖裝置的一擺塊元件相連，并被用于緩沖那些頻率大致等于至少一個葉片在轉(zhuǎn)動平面內(nèi)的第一特征頻率加上轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動頻率的擺動。具有這一結(jié)構(gòu)的第二擺動裝置的外形要比第一緩沖裝置小得多，第二緩沖裝置的擺塊通常為第一擺動裝置的擺塊的十分之一。
在一些優(yōu)選的實施例中，擺動緩沖裝置被用于緩沖具有這樣頻率的擺動，該頻率從至少一個葉片的在轉(zhuǎn)動平面內(nèi)的第一特征頻率減去，分別加，上轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動頻率偏離少于0.2Hz，優(yōu)選的方案是少于0.1Hz，更為優(yōu)選的方案是少于0.03Hz的頻率。
被擺動裝置所緩沖的擺動頻率可以是可變頻率，并且包括用于根據(jù)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動頻率的變化至少改變所說頻率的裝置。這種裝置可以是這樣的裝置，即該裝置用于通過向一液體容器泵進(jìn)或從該液體容器泵出一種諸如水的液體來改變質(zhì)量元件的質(zhì)量，所說的液體容器設(shè)置在質(zhì)量元件上，或該液體容器構(gòu)成了所說的質(zhì)量元件。
擺動緩沖裝置被適當(dāng)?shù)卦O(shè)計成用于緩沖0.5～4Hz頻率的擺動，優(yōu)選用于緩沖1～3Hz頻率的擺動。
應(yīng)把擺動緩沖裝置設(shè)計成用于緩沖在轉(zhuǎn)動平面內(nèi)至少一個葉片的擺動，以便在所有的運(yùn)作條件下都能把擺動緩沖到一個無害的擺幅。這可以通過使緩沖值等于轉(zhuǎn)子內(nèi)葉片中第一特征頻率的擺動的一個對數(shù)減量來實現(xiàn)，優(yōu)選方案是該對數(shù)減量至少為1.5％，最優(yōu)選的方案是至少2.5％。葉片中的第一特征頻率的擺動的對數(shù)減量典型地為2～4％數(shù)量級，葉片的最大空氣動力干擾典型地為5～7％數(shù)量級。葉片中第一特征頻率的擺動的對數(shù)減量與通過擺動緩沖裝置的緩沖的總和應(yīng)足夠抵制空氣動力干擾。另一方面，擺動緩沖裝置的緩沖不應(yīng)太大，以確保擺動緩沖裝置對微小幅度的擺動進(jìn)行反應(yīng)和抵制，這個這個微小幅度的擺動會造成風(fēng)力透平機(jī)部件的疲勞。因此，上述總和不應(yīng)比所說的葉片的空氣動力干擾高很多，典型地是在6～8％的數(shù)量級。
根據(jù)本發(fā)明的擺動緩沖裝置能緩沖多個方向上的擺動?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)緩沖裝置來控制方向，例如通過繞一豎軸轉(zhuǎn)動緩沖裝置來控制方向，或者是，擺動緩沖裝置能同時緩沖多個方向上的擺動。此外，擺動緩沖裝置可以被做成一種對稱或不對稱的結(jié)構(gòu)，在兩個或更多不同方向上具有不同或相同共振頻率。
通常，優(yōu)選的方案是采用包括至少一個質(zhì)量元件和/或至少一個彈簧元件和/或至少一個緩沖器元件的擺動緩沖裝置。擺動緩沖裝置可以是各種結(jié)構(gòu)的，例如包括一個方向可移動的質(zhì)量元件，通過一根螺旋彈簧元件和一個減振器與機(jī)艙相連，一個懸垂的質(zhì)量元件，可轉(zhuǎn)動地安裝在一個臂或多個臂的一端，所說臂的另一端可轉(zhuǎn)動地安裝在一支架上，臂與支架和/或質(zhì)量元件之間的安裝點設(shè)有彈性元件，一質(zhì)量元件，由一個或多個彈性柱支撐，最好包括一個或多個鋼元件，該鋼元件與一個或多個由塑料、橡膠或類似物制成的元件相組合，形成諸如三明治結(jié)構(gòu)的層狀結(jié)構(gòu)，被用作一個擺錘的一質(zhì)量元件，與傳動箱的輸入軸相連，該傳動箱的輸出軸與一個液力耦合器相連，一個細(xì)長的由磁性材料制成的質(zhì)量元件，設(shè)置在一線圈內(nèi)部，與一電阻器電連接，所說的質(zhì)量元件被安裝在機(jī)艙上，最好安裝在一根螺旋彈簧上，一個安裝在機(jī)艙上的液體容器，所說容器內(nèi)的液體構(gòu)成質(zhì)量元件，減振器元件和彈性元件，一個懸垂質(zhì)量元件，在一個諸如橡膠管的懸垂元件內(nèi)懸垂，或一個具有凹入底面的容器，設(shè)有一根或多根齒條，該齒條與至少一個能沿該底面滾動的齒輪圓柱形質(zhì)量元件嚙合，所說容器至少部分充有一緩沖材料，例如充有一種液體。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，擺動緩沖裝置包括至少一根螺旋彈簧，該螺旋彈簧的第一端與機(jī)艙相連，另一端與一個質(zhì)量元件相連，該質(zhì)量元件由至少一個輪元件豎直支撐，通過輪的邊緣與一減振器元件相配合，該減振器元件是一種彈性元件。在另一個優(yōu)選實施例中，擺動緩沖裝置包括至少兩根螺旋彈簧，每根螺旋彈簧的第一端與機(jī)艙相連，并沿大致與第一端相反的方向延伸，每根彈簧的另一端與一個共同的質(zhì)量元件相連，從而使這兩根彈簧處于一種預(yù)緊狀態(tài)。
為了安全、監(jiān)測以及控制目的，根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力透平機(jī)可以包括一個擺動傳感器，用于監(jiān)測轉(zhuǎn)子的擺動并相應(yīng)地產(chǎn)生一個輸出，一個控制單元，用于接收從擺動傳感器的輸出，并且具有用于通過該輸出來確定是否滿足預(yù)定的安全條件的裝置和用于在滿足安全條件下調(diào)節(jié)風(fēng)力透平機(jī)的裝置，數(shù)據(jù)存儲裝置，用于存儲至少在滿足所說條件時刻之前的一段時間上所輸出的重要數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的擺動傳感器，例如一加速度計，可以被用于通過輸出在滿足所條件時刻之前的一段時間上所存儲的傳感器所輸出的重要數(shù)據(jù)來評價一風(fēng)力透平機(jī)的擺動緩沖裝置的性能，并對所說的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。利用這種方法，就可以在擺動裝置運(yùn)作不良的情況下，例如擺動幅度到達(dá)了一個不令人滿意的程度和風(fēng)力透平機(jī)停止運(yùn)作的情況下對擺動緩沖裝置進(jìn)行評價，從最后期間的數(shù)據(jù)可以分析風(fēng)力透平機(jī)的性能，例如從在滿足安全條件時刻之前的最后一分鐘左右的數(shù)據(jù)中來分析風(fēng)力透平機(jī)的性能。
本發(fā)明還涉及一種根據(jù)上述所公開的任何實施例把擺動緩沖裝置應(yīng)用于機(jī)艙從而對至少在一風(fēng)力透平機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動平面內(nèi)的擺動進(jìn)行緩沖的方法。
下面將參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的解釋說明。在這些附圖中

圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一風(fēng)力透平機(jī)，圖2表示根據(jù)本發(fā)明的一風(fēng)力透平機(jī)的機(jī)艙的側(cè)視圖，圖3表示機(jī)艙的頂視圖，圖4表示根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的一種雙向緩沖裝置的示意圖，
圖5～13表示根據(jù)本發(fā)明的緩沖裝置的各種優(yōu)選實施例，圖14～15表示根據(jù)本發(fā)明的緩沖裝置的最優(yōu)選的實施例。
圖1表示具有一個轉(zhuǎn)子1的一個風(fēng)力透平機(jī)，轉(zhuǎn)子具有許多葉片2。轉(zhuǎn)子1被設(shè)置在塔架4頂部的一機(jī)艙3上。根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力透平機(jī)在位置A～F中的一個或多個位置上具有擺動緩沖裝置5。
在圖2和圖3中，表示出了緩沖裝置5的兩個位置。在根據(jù)本發(fā)明的的一風(fēng)力透平機(jī)的一個優(yōu)選實施例中，緩沖裝置5被設(shè)置在與轉(zhuǎn)子相反的機(jī)艙3的端部。在圖5中更詳細(xì)地表示出了該緩沖裝置。緩沖裝置被定位，使質(zhì)量元件m1位于轉(zhuǎn)子的下風(fēng)側(cè)。除了把緩沖裝置設(shè)置在機(jī)艙3內(nèi)的位置之外，還可以把緩沖裝置設(shè)置在塔架內(nèi)，或即設(shè)置在機(jī)艙3內(nèi)，又設(shè)置在塔架內(nèi)。
在圖4中，表示出了這樣一種緩沖裝置，它具有一個懸垂在兩彈性元件S內(nèi)的質(zhì)量元件M和兩個緩沖元件D。
在圖5中，表示出了根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的一個調(diào)諧緩沖裝置。一個質(zhì)量元件m1被設(shè)置在該質(zhì)量元件可以側(cè)向移動的位置。該決裝元件通過一根彈簧s1和一個與彈簧s1平行設(shè)置的減振器d1連接在機(jī)艙(或塔架)的框架上。
在圖6中，表示出了另一個實施例，其中，質(zhì)量元件m2能左右擺動。它通過兩臂7懸垂于框架6上。臂7通過m2上或框架6上的一根大致方形桿和一個位于臂7端部的大致為方形的超大安裝孔連接在框架和/或質(zhì)量元件m2上。在臂7內(nèi)的安裝孔與質(zhì)量元件m2/框架6的方形桿之間，設(shè)置許多由彈性材料制成的配件ds2。
在圖7所示的實施例中，質(zhì)量元件m3被設(shè)置在兩根柱子ds3上，這兩根柱子是由橡膠或塑料芯和鋼外殼(夾層結(jié)構(gòu))制成的。
在圖8中，質(zhì)量元件m4被懸垂地設(shè)置，并與齒輪箱8的輸入軸相連。齒輪箱的輸出軸與一液力耦合器d4相連，因而懸垂的質(zhì)量元件m4被緩沖了。
在圖9中，表示出了一個電緩沖裝置。當(dāng)磁性(或非磁性)質(zhì)量元件m5左右移動時，在線圈9內(nèi)產(chǎn)生一個電流。線圈與一個電阻10相連。通過選擇電阻10的大小，就能調(diào)節(jié)緩沖量。
在圖10中，表示出了這樣一個實施例，其中，在框架6上設(shè)置一個液體容器11。該液體容器11內(nèi)的液體mds6被用作質(zhì)量元件、緩沖器和調(diào)諧緩沖裝置中的彈性元件。
在圖11中，表示出了圖10所示實施例的一種變型，其中，容器底部是凹面的，并在容器底部相反的兩端安裝有齒條14。一個圓柱形質(zhì)量元件m8被設(shè)置在容器12內(nèi)。質(zhì)量元件m8在每一端都設(shè)有齒輪s8，齒輪與相應(yīng)的齒條14嚙合接觸。質(zhì)量元件m8能沿著容器12的底部13滾動。容器12至少部分地裝有一緩沖液體d8。
在圖12中，一個質(zhì)量元件m7懸掛一橡膠管ds7上，該橡膠管用作根據(jù)本發(fā)明的調(diào)諧緩沖器的緩沖和彈性裝置。
在圖13中，表示出了這樣一個實施例，其中，包括一個傳統(tǒng)的質(zhì)量元件-螺旋彈簧系統(tǒng)，質(zhì)量元件由圖中的m9表示，螺旋彈簧由圖中的s9表示。通過橡膠d9的變形來實現(xiàn)緩沖作用，其中的橡膠d9可以被設(shè)置在輪14上，軌道15上，或即設(shè)置在輪上又設(shè)置在軌道上。
在頂視圖14和側(cè)視圖15中表示出了擺動緩沖裝置的一個最優(yōu)選的實施例。該裝置包括在垂直于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動軸線的方向上平行設(shè)置的四根螺旋彈簧16～19。這四根彈簧16～19中每根彈簧的第一端被固定在機(jī)艙的一框架部件上，并且被固定到該裝置的一個攜帶質(zhì)量元件的框架部件24上，該框架元件24攜帶兩個質(zhì)量元件25，并且允許相對于機(jī)艙的框架元件可以擺動。彈簧的另一端分為16和27一組、18和19一組成組地在相反的方向上延伸，當(dāng)彈簧16～19被安裝到該裝置的框架24上時，用一個壓縮力使彈簧16～19預(yù)先壓緊。該裝置的框架元件24通過機(jī)艙框架部件上的軌道部件27上的四個輪26支撐。軌道部件被許多片橡膠28(優(yōu)選的是Volcalan)覆蓋著，輪26就座落于其上，當(dāng)輪26在軌道部件27上移動期間，橡膠28的變形就有助于對擺動進(jìn)行緩沖。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力透平機(jī)，包括一個機(jī)座，一塔架，基本豎直地延伸，下端安裝在機(jī)座上，一機(jī)艙，由塔架的上端支撐，一具有至少一個葉片的風(fēng)力轉(zhuǎn)子，被安裝在一主軸上，主軸具有一基本水平的轉(zhuǎn)動軸線并被設(shè)置在機(jī)艙上，風(fēng)力轉(zhuǎn)子從機(jī)艙的一端延伸，所說的至少一個葉片限定了一個垂直于轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動平面，擺動緩沖裝置，被設(shè)置在機(jī)艙上并被設(shè)計成用于緩沖在轉(zhuǎn)動平面內(nèi)至少一個葉片的擺動。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置被設(shè)置在機(jī)艙的內(nèi)部。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置被設(shè)置在機(jī)艙的外部。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置被設(shè)置在與轉(zhuǎn)子延伸的端部相對的機(jī)艙端部。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置能緩沖大致水平和大致垂直于轉(zhuǎn)動軸線的擺動。
6.一種根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置被設(shè)計成用于對頻率大致等于至少一個葉片在轉(zhuǎn)動平面內(nèi)的第一特征頻率減去轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動頻率的擺動進(jìn)行緩沖。
7.一種根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置被設(shè)計成用于對頻率大致等于至少一個葉片在轉(zhuǎn)動平面內(nèi)的第一特征頻率加上轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動頻率的擺動進(jìn)行緩沖。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求6和7所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置包括第一緩沖裝置，設(shè)計成用于對頻率大致等于至少一個葉片在轉(zhuǎn)動平面內(nèi)的第一特征頻率減去轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動頻率的擺動進(jìn)行緩沖；和第二緩沖裝置，與第一緩沖裝置的一擺動質(zhì)量元件相連并被設(shè)計成用于對頻率大致等于至少一個葉片在轉(zhuǎn)動平面內(nèi)的第一特征頻率加上轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動頻率的擺動進(jìn)行緩沖。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求6～8之一所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置被設(shè)計成用于對這樣一種頻率的擺動進(jìn)行緩沖，該頻率偏離所說至少一個葉片在轉(zhuǎn)動平面內(nèi)的第一特征頻率減去，分別加上，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動頻率少于0.2Hz，優(yōu)選的少于0.1Hz，最優(yōu)選的是少于0.03Hz。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求6～9之一所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置被設(shè)計成用于對可變頻率的擺動進(jìn)行緩沖，并包括用于至少根據(jù)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動頻率的改變來改變所說頻率的裝置。
11.一種根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置被設(shè)計成用于對范圍在0.5～4Hz，優(yōu)選在1～3Hz的頻率的擺動進(jìn)行緩沖。
12.一種根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置被設(shè)計成用于緩沖在轉(zhuǎn)動平面內(nèi)至少一個葉片的擺動，緩沖的數(shù)值等于包括在轉(zhuǎn)子內(nèi)的葉片的第一特征頻率的擺動的對數(shù)減量，該對數(shù)減量優(yōu)選的為至少1.5％，最優(yōu)選的為至少2.5％。
13.一種根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置能緩沖多于一個方向上的擺動。
14.一種根據(jù)權(quán)利要求13所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置能同時緩沖多于一個方向上的擺動。
15.一種根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置以對稱的或非對稱的構(gòu)型而構(gòu)造，在兩個或更多個不同方向上展現(xiàn)不同或相同的共振頻率。
16.一種根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置包括至少一個質(zhì)量元件(M)和/或至少一彈簧元件(S)和/或至少一緩沖元件(D)。
17.一種根據(jù)權(quán)利要求16所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置包括一個方向可動的質(zhì)量元件(m1)，該質(zhì)量元件(m1)通過一螺旋彈簧元件(s1)和一減振器(d1)與機(jī)艙相連。
18.一種根據(jù)權(quán)利要求16所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置包括一懸垂的質(zhì)量元件(m2)，該質(zhì)量元件(m2)可擺動地安裝在一個或多個臂(7)的一端，所說的一個或多個臂(7)的另一端可擺動地安裝在一框架(6)上，其中臂(7)和框架和/或質(zhì)量元件(m2)之間的安裝點設(shè)有彈性元件(ds2)。
19.一種根據(jù)權(quán)利要求16所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置包括一質(zhì)量元件(m3)，該質(zhì)量元件(m3)由一個或多個彈性柱(ds3)支撐，該彈性柱優(yōu)選是由一個或多個鋼元件與一個或多個由塑料、橡膠或類似物制成的元件組合而成，其呈層狀結(jié)構(gòu)，例如夾層結(jié)構(gòu)。
20.一種根據(jù)權(quán)利要求16所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置包括設(shè)置為一擺錘的質(zhì)量元件(m4)，該質(zhì)量元件(m4)與齒輪箱的一輸入軸相連，該齒輪箱具有一根與一液力耦合器(d4)相連的輸出軸。
21.一種根據(jù)權(quán)利要求16所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置包括一個細(xì)長的磁性材料的質(zhì)量元件(m5)，該質(zhì)量元件(m5)被設(shè)置在一線圈的內(nèi)部，該線圈與一電阻電連接，所說的質(zhì)量元件(m5)被安裝在機(jī)艙上，優(yōu)選是被安裝在一螺旋彈簧(s5)上。
22.一種根據(jù)權(quán)利要求16所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置包括一個安裝于機(jī)艙的液體容器，其中所說容器內(nèi)的液體(mds6)構(gòu)成質(zhì)量元件、減振元件和彈性元件。
23.一種根據(jù)權(quán)利要求16所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置包括一個懸掛在橡膠管之類的一懸掛元件(ds7)上的懸垂質(zhì)量元件(m7)。
24.一種根據(jù)權(quán)利要求16所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置包括一個具有凹面底表面的容器，該容器設(shè)有一根或多根齒條，該齒條與圓柱形質(zhì)量元件(m8)上的至少一個齒輪(s8)嚙合，質(zhì)量元件(m8)能沿底表面滾動，所說的容器至少被部分充有一緩沖材料(d8)，例如一種液體。
25.一種根據(jù)權(quán)利要求16所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置包括至少一螺旋彈簧，該螺旋彈簧的第一端與機(jī)艙相連，另一端與一質(zhì)量元件相連，該質(zhì)量元件由至少一個輪元件豎直支撐，該輪元件通過它的邊緣與一為彈性材料的緩沖元件嚙合。
26.一種根據(jù)權(quán)利要求25所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于擺動緩沖裝置包括至少兩根螺旋彈簧，每根彈簧的第一端與機(jī)艙相連并沿大致與第一端相反的方向延伸，每根彈簧的另一端與一個共同的質(zhì)量元件相連，從而使得兩根彈簧處于一種預(yù)緊狀態(tài)。
27.一種根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的風(fēng)力透平機(jī)，其特征在于該風(fēng)力透平機(jī)包括一擺動傳感器，用于監(jiān)測轉(zhuǎn)子的擺動并相應(yīng)地產(chǎn)生一個輸出，一控制單元，用于接收來自擺動傳感器的輸出，并且具有用于通過該輸出來確定是否滿足預(yù)定的安全條件的裝置和用于在滿足安全條件的情況下調(diào)節(jié)風(fēng)力透平機(jī)操作的裝置，和數(shù)據(jù)存儲裝置，用于存儲在滿足所說條件時刻之前的至少一段時間的輸出的重要數(shù)據(jù)。
28.一種對根據(jù)權(quán)利要求27的一風(fēng)力透平機(jī)的擺動緩沖裝置的性能進(jìn)行評價的方法，它是通過輸出在滿足安全條件時刻之前一段時間內(nèi)所存儲的傳感器輸出的重要數(shù)據(jù)并對所說的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來評價的。
29.一種對至少在一風(fēng)力透平機(jī)轉(zhuǎn)子的一轉(zhuǎn)動平面內(nèi)的擺動進(jìn)行緩沖的方法，其中的轉(zhuǎn)子具有至少一個葉片，該方法是通過把根據(jù)權(quán)利要求1至27的擺動緩沖裝置應(yīng)用在機(jī)艙上而實現(xiàn)的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力透平機(jī)，這種風(fēng)力透平機(jī)在機(jī)艙設(shè)有擺動緩沖裝置，用于對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動平面內(nèi)轉(zhuǎn)子葉片的邊緣方向擺動進(jìn)行緩沖。特別是，本發(fā)明涉及這樣一種風(fēng)力透平機(jī)，其中，擺動緩沖裝置被設(shè)置在與轉(zhuǎn)子延伸的端部相反的機(jī)艙端部，并被用于緩沖轉(zhuǎn)動平面內(nèi)轉(zhuǎn)子的第一特征頻率的擺動，尤其是緩沖垂直于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動軸線的擺動。緩沖裝置能很好地用于對這樣的擺動進(jìn)行緩沖，即這種擺動的頻率大致等于所說的至少一個葉片的在轉(zhuǎn)動平面內(nèi)的第一特征頻率減去轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動頻率。本發(fā)明的擺動緩沖裝置能很好地緩沖大致水平和大致垂直于轉(zhuǎn)動軸線的擺動。
文檔編號F03D11/00GK1318135SQ9980882
公開日2001年10月17日 申請日期1999年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月29日
發(fā)明者H·F·維爾德坎普, L·里薩格爾, F·拉斯穆森 申請人:尼格麥康有限公司