(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) (51) T3 Int.Cl. F03D 7/02 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2015/22 EP B1 (54) Tytuł wynalazku: Turbina wiatrowa z mechanizmem do synchronicznego zmieniania skoku wirnika wielołopatowego (30) Pierwszeństwo: (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2013/22 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 2015/12 (73) Uprawniony z patentu: Shanghai Ghrepower Green Energy Co., Ltd., Shanghai, CN (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 JIN PENG LIU, Shanghai, CN WEI YUAN, Shanghai, CN SHAO JUN ZHOU, Shanghai, CN (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Joanna Kowalewska DENNEMEYER & ASSOCIATES SP. Z O.O. ul. Swarzewska 57/ Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 PL-PAT EP B Opis DZIEDZINA WYNALAZKU [0001] Niniejszy wynalazek dotyczy wirnika o zmiennym skoku, stosowanego w generatorach wiatrowych lub generatorach hydraulicznych, a w szczególności mechanizmu do synchronicznego zmieniania skoku wirnika wielołopatowego. TŁO WYNALAZKU [0002] Wraz z szybkim rozwojem gospodarki stale zwiększa się zapotrzebowanie na energię w przemyśle i w życiu codziennym, podczas gdy z drugiej strony ochrona środowiska staje w obliczu ogromnego wyzwania. Ponieważ energia wiatrowa i energia hydrauliczna stanowią czystą energię odnawialną, na całym świecie stosuje się coraz więcej generatorów wiatrowych i generatorów hydraulicznych. [0003] Łopaty wirnika jako kluczowe elementy do napędzania wirników generatorów wiatrowych lub hydraulicznych są bardzo istotne, ponieważ ich wyprofilowanie i kształt są przeważnie decydujące dla wydajności wytwarzania energii. W celu wystarczającego wykorzystania energii i zwiększenia stopnia przetwarzania mocy obecnie na rynku najczęściej wybierane są wirniki z technologią zmiany skoku. [0004] Obecnie najczęściej stosowanym standardowym typem wirnika o zmiennym skoku jest zapewnienie każdej łopacie osobnego układu mechanizmu zmiany skoku, który jest synchronicznie regulowany przez jedno urządzenie sterujące. Te rodzaje standardowych mechanizmów zmiany skoku zazwyczaj zawierają serwomotor połączony z przekładnią oraz napędzany bezpośrednio cylinder elektryczny itp. Jednak w standardowych mechanizmach zmiany skoku wirników nadal występują pewne niedociągnięcia, jak przedstawiono poniżej. Większość tych standardowych mechanizmów zmiany skoku ma skomplikowaną budowę i duże rozmiary, a zatem są one nie tylko drogie, ale również nieodpowiednie do zamontowania w generatorach o małych i średnich rozmiarach; Zużycie energii jest duże, z uwagi na ich sposób wielokrotnego napędzania; Niezawodność działania jest niska, ponieważ złącze obrotowe musi być wykorzystywane do połączenia przewodowego we wszystkich rodzajach obwodów kontrolnych w standardowym mechanizmie zmiany skoku, a zatem trudno jest zapewnić precyzję wykrywania, w celu kontrolowania działania; Ciężar jak i bezwładność wirnika generatora są zwiększone, ponieważ wewnątrz piasty wirnika umieszcza się wiele części mechanicznych, a zatem zwiększa się wskaźnik awaryjności zmiany łopaty i zmniejszona jest wydajność wytwarzania energii;

3 Gdy występuje awaria układu, trudno jest ją wykryć i naprawić w krótkim czasie w tych standardowych rodzajach mechanizmu zmiany skoku ; Zewnętrzne źródło zasilania jest niezbędne w przypadku tych standardowych mechanizmów zmiany skoku, aby bezpiecznie przeprowadzać przywrócenie na miejsce łopaty w przypadku zatrzymania układu, zatem nadal istnieje ryzyko, gdy to zewnętrzne źródło zasilania zawodzi. [0005] W dokumencie EP A1 opisano elektrownię wiatrową mającą siłownik skoku łopaty wirnika. Siłownik skoku zawiera silnik napędowy. Ruch obrotowy silnika napędowego przekłada się na ruch translacyjny wykorzystywany do dostosowywania skoku wszystkich łopat wirnika. Siłownik skoku łopaty wirnika jest umieszczony w piaście łopaty wirnika elektrowni wiatrowej. [0006] Pozostaje nadal potrzeba stworzenia turbiny wiatrowej z nowym typem mechanizmu do synchronicznego zmieniania skoku wirnika wielołopatowego o prostej i zwartej budowie, który będzie łatwy do regulowania. STRESZCZENIE WYNALAZKU [0007] Niniejszy wynalazek dostarcza turbiny wiatrowej z nowym mechanizmem do synchronicznego zmieniania skoku wirnika wielołopatowego, w celu wyeliminowania wszystkich wymienionych powyżej niedociągnięć i problemów ze stanu techniki. Ten mechanizm według niniejszego wynalazku wykorzystuje pojedynczy sterownik do sterowania przekładnią i złączeniem, w celu przeprowadzania synchronicznego zmieniania skoku wielu łopat wirnika. Ten mechanizm synchronicznego zmieniania skoku z pojedynczym sterownikiem jest skonfigurowany tak, aby był odpowiedni do różnych wielołopatowych wirników o małych i średnich rozmiarach. [0008] W szczególności niniejszy wynalazek dostarcza turbiny wiatrowej zawierającej generator umieszczony w gondoli oraz nowy mechanizm synchronicznego zmieniania skoku z pojedynczym sterownikiem dla wielołopatowego wirnika mającego piastę wirnika z wieloma łopatami, w której tych wiele łopat jest zamontowanych w równych odstępach wokół tej piasty wirnika za pomocą odpowiadających gniazd łożyska, z których każde zawiera łożysko mające zewnętrzny pierścień i wewnętrzny pierścień, który może wykonywać ruch obrotowy w odniesieniu do tego zewnętrznego pierścienia. Ten mechanizm obejmuje sterownik, przekładnię umieszczoną w gondoli, złączenie i jednostkę sterującą, przy czym ta przekładnia obejmuje sprzęgło wału, gwint toczny, pośredni cylinder, napędzany wał i cylinder przejściowy; to złączenie obejmuje piastę łącznika, wsparcie prowadnicy i wiele łączników; ta jednostka sterująca obejmuje czujnik prędkości, czujnik położenia, przełącznik i urządzenie sterujące z możliwością zaprogramowania, przy czym, co znamienne, obrotowa napędowa siła wywoływana przez ten sterownik przez sprzęgło wału jest przekazywana do napędzanego wału przez przekładnię śrubowo-nakrętkową pomiędzy gwintem tocznym i pośrednim cylindrem tej przekładni, tak aby napędzać napędzany wał, aby poruszał się ruchem liniowym, który następnie jest przesłany z napędzanego wału do piasty łącznika złączenia za pomocą cylindra przejściowego; to urządzenie sterujące jest skonfigurowane tak, aby umożliwiać napędzanemu wałowi obustronny ruch we wstępnie określonym zakresie długości, aby poruszać piastę łącznika w tył i w przód wzdłuż wsparcia prowadnicy w jej kierunku osiowym, a zatem tych wiele pierścieni wewnętrznych ma możliwość ruchu obrotowego synchronicznie pod tym samym kątem, w odniesieniu do tych

4 odpowiadających wielu pierścieni zewnętrznych tych wielu łożysk pod wpływem napędzania piasty łącznika przez wiele odpowiadających łączników. [0009] Ten mechanizm synchronicznego zmieniania skoku z pojedynczym sterownikiem dla wielołopatowego wirnika zgodnie z niniejszym wynalazkiem może synchronicznie regulować zmianę skoku wielu łopat wirnika za pomocą przekładni i wielu łączników złączenia odpowiadających wielu gniazdom łożyska wielu łopat, tym samym napędzając piastę łącznika złączenia, aby poruszała się liniowo, przez pojedynczy sterownik, tak aby jednocześnie regulować zmianę skoku wielu łopat wirnika. Korzystnie budowa mechanizmu synchronicznego zmieniania skoku według niniejszego wynalazku jest prosta i zwarta, a regulowanie mechanizmu synchronicznego zmieniania skoku dla wielołopatowego wirnika jest precyzyjne, zgodne i wysoce niezawodne. [0010] Powyższy oraz inne przedmioty i cechy wynalazku zostaną teraz opisane bardziej szczegółowo zgodnie z postaciami realizacji, a koncepcja i idea właściwości technicznych i wydajności niniejszego wynalazku stanie się widoczna na podstawie poniższego szczegółowego opisu, rozpatrywanego w połączeniu z załączonymi rysunkami. KRÓTKI OPIS RYSUNKÓW [0011] Fig.1 przedstawia w widoku przekroju poprzecznego turbinę wiatrową obejmującą generator i wirnik zaopatrzony w mechanizm synchronicznego zmieniania skoku, zgodnie z niniejszym wynalazkiem; Fig.2A przedstawia w widoku perspektywicznym turbinę wiatrową, jak pokazano na Fig. 1; Fig.2B przedstawia widok z góry na turbinę wiatrową, jak pokazano na Fig. 1; Fig.3 przedstawia widok z góry pokazujący mechanizm synchronicznego zmieniania skoku zainstalowany w turbinie wiatrowej, z pominięciem głównej części generatora; Fig.4 przedstawia widok przekroju poprzecznego wzdłuż linii A-A z Fig.3 pokazujący mechanizm synchronicznego zmieniania skoku zgodnie z niniejszym wynalazkiem; Fig.5 przedstawia powiększony schematyczny widok przekroju poprzecznego pokazujący mechanizm synchronicznego zmieniania skoku zainstalowany w turbinie wiatrowej, zgodnie z niniejszym wynalazkiem; Fig.6 przedstawia widok przekroju poprzecznego wzdłuż linii B-B z Fig.5 pokazujący mechanizm synchronicznego zmieniania skoku zgodnie z niniejszym wynalazkiem; Fig.7 przedstawia w schematycznym widoku perspektywicznym mechanizm synchronicznego zmieniania skoku zgodnie z niniejszym wynalazkiem, pokazujący tylko jedno gniazdo łożyska; Fig.8 przedstawia w schematycznym widoku perspektywicznym mechanizm synchronicznego zmieniania skoku zgodnie z niniejszym wynalazkiem, pokazujący tylko jedno gniazdo łożyska w widoku zespołu rozebranego; Fig.9 przedstawia powiększony widok przekroju poprzecznego części I, jak pokazano na Fig.5, pokazujący połączenie pomiędzy pierwszym końcem napędzanego wału i drugim końcem pośredniego cylindra w przekładni mechanizmu synchronicznego zmieniania skoku zgodnie z niniejszym wynalazkiem;

5 Fig.10 przedstawia widok przekroju poprzecznego wzdłuż linii C-C z Fig.5 pokazujący połączenie pomiędzy drugim końcem napędzanego wału i piastą łącznika oraz wsparcie prowadnicy złączenia według niniejszego wynalazku; Fig.11A przedstawia widok z przodu pokazujący piastę łącznika złączenia zgodnie z postacią realizacji niniejszego wynalazku; Fig.11B przedstawia przekrój poprzeczny wzdłuż linii D-D z Fig.11A pokazujący piastę łącznika złączenia zgodnie z postacią realizacji niniejszego wynalazku; Fig.11C przedstawia częściowy widok boczny z kierunku II, jak pokazano na Fig.11A pokazujący łączący wypust piasty łącznika złączenia zgodnie z postacią realizacji niniejszego wynalazku; Fig.11D przedstawia widok przekroju poprzecznego wzdłuż linii E-E z Fig.11A pokazujący piastę łącznika złączenia zgodnie z postacią realizacji niniejszego wynalazku; Fig.12A przedstawia widok przekroju poprzecznego pokazujący postać realizacji wsparcia prowadnicy złączenia zgodnie z niniejszym wynalazkiem; Fig.12B przedstawia widok boczny pokazujący postać realizacji wsparcia prowadnicy złączenia zgodnie z niniejszym wynalazkiem; Fig.12C przedstawia widok przekroju poprzecznego wzdłuż linii F-F z Fig. 12A pokazujący postać realizacji wsparcia prowadnicy złączenia zgodnie z niniejszym wynalazkiem; Fig.12D przedstawia widok perspektywiczny pokazujący postać realizacji wsparcia prowadnicy złączenia zgodnie z niniejszym wynalazkiem; Fig.13A przedstawia schematyczny widok boczny z częściowym przekrojem poprzecznym pokazujący postać realizacji łącznika złączenia zgodnie z niniejszym wynalazkiem; oraz Fig.13B przedstawia widok perspektywiczny pokazujący postać realizacji łącznika złączenia zgodnie z niniejszym wynalazkiem. SZCZEGÓŁOWY OPIS POSTACI REALIZACJI [0012] Teraz niniejszy wynalazek zostanie opisany szczegółowo w połączeniu z postaciami realizacji, jak przedstawiono na załączonych rysunkach. Ponieważ technologia zmieniania skoku jest stosowana w różnych wirnikach, takich jak wirniki turbin wiatrowych lub wodnych i helikopterów itp., niniejszy wynalazek dotyczy po pierwsze mechanizmu do synchronicznego zmieniania skoku wirnika stosowanego w różnych obszarach technologicznych. Należy zdawać sobie sprawę z tego, że poniższy opis postaci realizacji mechanizmu synchronicznego zmieniania skoku z pojedynczym sterownikiem jest tylko jednym praktycznym zastosowaniem niniejszego wynalazku dla celów przykładowego przedstawienia mechanizmu i zasady wynalazku, ale nie dla celów ograniczenia zakresu ochrony wynalazku. [0013] Fig. 1 przedstawia widok przekroju poprzecznego pokazujący ogólną budowę turbiny wiatrowej mającej generator i wirnik z mechanizmem synchronicznego zmieniania skoku z pojedynczym sterownikiem, zainstalowanym tam zgodnie z niniejszym wynalazkiem. Typowa turbina wiatrowa zawiera zazwyczaj dwie części, generator 10 umieszczony w gondoli 11 i wirnik 20, który obejmuje piastę wirnika 21 i wiele łopat (niepokazanych na figurze) zamontowanych w równych odstępach wokół

6 piasty wirnika 21. Mechanizm synchronicznego zmieniania skoku z pojedynczym sterownikiem do synchronicznego zmieniania skoku tego rodzaju wielołopatowego wirnika 20 zgodnie z niniejszym wynalazkiem jest umieszczony w piaście wirnika 21 i gondoli 11 turbiny wiatrowej 10. Figury 2A i 2B przedstawiają widok perspektywiczny i widok z góry na turbinę wiatrową, jak pokazano na Fig. 1. [0014] Fig.3 przedstawia widok z góry pokazujący mechanizm synchronicznego zmieniania skoku 100 z pojedynczym sterownikiem według niniejszego wynalazku, z pominięciem tutaj generatora 10 pokazanego na Fig.1, aby jasno zaprezentować jego budowę. Fig.4 przedstawia widok przekroju poprzecznego wzdłuż linii A-A z Fig.3 pokazujący mechanizm synchronicznego zmieniania skoku z pojedynczym sterownikiem według niniejszego wynalazku. Ponadto Fig.5 przedstawia powiększony widok przekroju poprzecznego pokazujący bardziej szczegółowo sytuację, gdy mechanizm synchronicznego zmieniania skoku 100 z pojedynczym sterownikiem według niniejszego wynalazku jest zainstalowany w turbinie wiatrowej, w której pierwszą część turbiny wiatrowej oznaczoną linią kropkowaną na rysunku stanowi generator 10 turbiny wiatrowej, który obejmuje wirnik generatora 12 i stojan generatora 13, a druga część turbiny wiatrowej oznaczona linią ciągłą obejmuje piastę wirnika 21 wirnika 20 oraz mechanizm synchronicznego zmieniania skoku 100 z pojedynczym sterownikiem umieszczony w piaście wirnika 21 i gondoli 11 turbiny wiatrowej 10. Piasta wirnika 21 ma wiele otworów montażowych umieszczonych wokół niej w równych odstępach, przy czym każdy otwór montażowy jest ustalony z gniazdem łożyska 22 dla odpowiadającej łopaty, aby mogła zostać w nim zainstalowana. [0015] Szczegółową budowę tego gniazda łożyska 22 można pokazać jaśniej w odniesieniu do Figur 6, 7 i 8. Fig.6 przedstawia widok przekroju poprzecznego wzdłuż linii B-B z Fig.5 pokazujący wirnik 20 turbiny wiatrowej. Fig.7 przedstawia w schematycznym widoku perspektywicznym mechanizm synchronicznego zmieniania skoku 100, pokazujący tylko jedno gniazdo łożyska, z pominięciem piasty wirnika 21. Fig.8 przedstawia schematyczny widok perspektywiczny mechanizmu synchronicznego zmieniania skoku 100 pokazujący gniazdo łożyska 22 w widoku zespołu rozebranego. Figury 5 i 6 przedstawiają jasno powiązanie strukturalne pomiędzy gniazdem łożyska 22 i piastą wirnika 21, podczas gdy Figury 7 i 8 przedstawiają jaśniej połączenie pomiędzy gniazdem łożyska 22 i mechanizmem synchronicznego zmieniania skoku 100. To gniazdo łożyska 22 obejmuje kołnierz złącza 221, łożysko 222 i kołpak 223. Jeden koniec kołnierza złącza 221 jest nieruchomo połączony ze stopką łopaty (niepokazaną) za pomocą wielu elementów złącznych. Drugi koniec kołnierza złącza 221 jest nieruchomo połączony z wewnętrznym pierścieniem łożyska 222. Zewnętrzny pierścień łożyska 222 jest nieruchomo połączony z obrzeżem otworu montażowego. Wewnętrzny pierścień łożyska 222 jest obrotowy w odniesieniu do zewnętrznego pierścienia łożyska 222, i tym samym umożliwia odpowiadającej łopacie ruch obrotowy w odniesieniu do piasty wirnika 21. [0016] W odniesieniu do Fig.5, Figur 7 i 8, mechanizm synchronicznego zmieniania skoku 100 według niniejszego wynalazku obejmuje głównie sterownik 110, przekładnię 120, złączenie 130 oraz jednostkę sterującą. Ten sterownik 110 korzystnie wykorzystuje zwykły silnik o zmiennej częstotliwości w połączeniu z przekładnią planetarną, zwany również silnikiem z przekładnią planetarną. Ta przekładnia 120 obejmuje głównie sprzęgło wału 121, gwint toczny 122, strukturę wspierającą 123, pośredni

7 cylinder 124, napędzany wał 125 i cylinder przejściowy 126. To złączenie 130 obejmuje piastę łącznika 131, wsparcie prowadnicy 132 i wiele łączników 133 odpowiadających wielu łopatom. Ponadto jednostka sterująca zazwyczaj obejmuje czujnik prędkości do mierzenia prędkości wyjściowej z silnika z przekładnią planetarną, czujnik położenia do wykrywania położenia ruchu pośredniego cylindra 124, przełącznik do zmiany kierunku wirowania gwintu tocznego 122, oraz urządzenie sterujące z możliwością zaprogramowania do regulowania prędkości obrotowej i kierunku gwintu tocznego 122 mechanizmu synchronicznego zmieniania skoku 100. [0017] W szczególności, sterownik 110, tzn. silnik z przekładnią planetarną o zmiennej częstotliwości ma wał wyjściowy nieruchomo połączony w odniesieniu do pierwszego końca gwintu tocznego 122 przez sprzęgło wału 121, a zatem gwint toczny 122 może być obracana wraz z wałem wyjściowym silnika z przekładnią planetarną. Z Fig.1 można zauważyć, że część pierwszego końca gwintu tocznego 122 jest wspierana za pomocą struktury wspierającej 123 umieszczonej na tylnym końcu wirnika generatora 12. Korzystnie ta struktura wspierająca 123 jest zaprojektowana z łożyskiem o podwójnej warstwie, które wykorzystuje wirnik generatora 12 jako środek wspierający do wspierania części końcowej tego gwintu tocznego 122 przekładni 120 w ten sposób, że jest ona nie tylko uproszczona pod względem budowy, ale również ma wysoki poziom bezpieczeństwa podczas działania. Drugi koniec gwintu tocznego 122 jest połączony z pierwszym końcem pośredniego cylindra 124 przekładnią śrubowo-nakrętkową. Obrotowy ruch wyjściowy w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara albo przeciwnym do ruchu wskazówek zegara z gwintu tocznego 122 jest najpierw przekazywany do pośredniego cylindra 124, aby obustronnie poruszać pośrednim cylindrem 124 w odniesieniu do gwintu tocznego 122 przez przekładnię śrubową pomiędzy gwintem tocznym 122 i pośrednim cylindrem 124, a następnie jest przekazywany do napędzanego wału 125 poprzez pośredni cylinder 124. Pierwszy koniec napędzanego wału 125 jest połączony z drugim końcem pośredniego cylindra 124 poprzez cylinder przejściowy 126 w taki sposób, że pozwala on, aby napędzany wał 125 był jedynie obrotowy, ale nie mógł być poruszany liniowo w kierunku osiowym w odniesieniu do pośredniego cylindra 124, którego szczegółowa budowa zostanie opisana w poniższym opisie w odniesieniu do Fig.9. Drugi koniec napędzanego wału 125 jest połączony z częściami przedniego końca piasty łącznika 131 i wsparcia prowadnicy 132 za pomocą bolca 127 przebiegającego przez piastę łącznika 131 i wsparcie prowadnicy 132, których szczegółowa budowa zostanie opisana w poniższym opisie w odniesieniu do Fig.10. [0018] Fig.9 przedstawia powiększony widok przekroju poprzecznego części I, jak pokazano na Fig.5. Pierwszy koniec napędzanego wału 125 jest połączony z drugim końcem pośredniego cylindra 124 za pomocą cylindra przejściowego 126. Ten cylinder przejściowy 126 obejmuje osłonę mającą kołnierz nieruchomo przymocowany na drugim końcu pośredniego cylindra 124 przez gwintowane bolce, pierwsze łożysko 1261 i drugie łożysko 1262 i trzecie łożysko 1263, umieszczone kolejno wewnątrz tej osłony, oraz pierwszą podkładkę 1261a i drugą podkładkę 1262a i trzecią podkładkę 1263a, umieszczone odpowiednio z boku pierwszego łożyska 1261 i drugiego łożyska 1262 i trzeciego łożyska Część pierwszego końca tego napędzanego wału 125 jest zaprojektowana z dwoma członami. Pierwszy człon napędzanego wału 125 rozciąga się przez zamkniętą ściankę końcową

8 osłony tego cylindra przejściowego 126 i utrzymywany jest przez powierzchnię boczną tego pierwszego łożyska Część pierwszego końca napędzanego wału 125 przebiega przez pierwsze łożysko 1261 i drugie łożysko 1262 i trzecie łożysko 1263 oraz pokrywę 1264 umieszczoną na tylnym końcu otworu cylindra przejściowego 126 i przebiegającą na krótkim odcinku do wnętrza pośredniego cylindra 124 i zamocowaną za pomocą nakrętki śruby Drugi człon napędzanego wału 125 jest utrzymywany przez przednią stronę nakrętki śruby 1265, która jest utrzymywana przez pokrywę 1264 dociśniętą do nakrętki śruby Zatem napędzany wał 125 jest połączony z cylindrem przejściowym 124 w ten sposób, że może on się obracać, ale nie może poruszać się liniowo w odniesieniu do cylindra przejściowego 124, zatem ruch liniowy cylindra przejściowego 124 jest przenoszony do napędzanego wału 125, tak aby poruszać piastę łącznika 131 liniowo i jednocześnie z ruchem obrotowym o jego oś. [0019] Fig. 10 przedstawia powiększony widok przekroju poprzecznego wzdłuż linii C-C z Fig.5, aby jaśniej pokazać stosunek połączenia pomiędzy drugim końcem napędzanego wału 125 z piastą łącznika 131, wsparciem prowadnicy 132 i bolcem 127 złączenia 130. [0020] Budowę piasty łącznika 131 pokazano lepiej na Fig.11A do Fig.11D. Fig.11A przedstawia widok z przodu na piastę łącznika 131, Fig.11B przedstawia widok przekroju poprzecznego wzdłuż linii D-D z Fig.11A, Fig.11C przedstawia częściowy widok boczny z kierunku II, jak pokazano na Fig.11A, pokazujący część przedniego końca piasty łącznika 131, a Fig.11D przedstawia widok przekroju poprzecznego wzdłuż linii E-E z Fig.11A pokazujący otwór na śrubę określony w łączącym końcu piasty łącznika 131. Ta piasta łącznika 131 pokazana na rysunkach jako postać realizacji wynalazku jest integralnie utworzona z podstawą 1311 w kształcie dysku, tuleją 1312 oraz parą łączących wypustów 1313 wystających z tulei W bocznej powierzchni podstawy 1311 w kształcie dysku występuje wiele otworów na śrubę 1316 odpowiadających wielu łopatom. Centralna oś każdego otworu na śrubę 1316 jest faktycznie równoległa do centralnej osi obrotu odpowiadającego łożyska 222. Ta tuleja 1312 ma dwie określone w niej koliste rowki 1314 na jej dwóch przeciwnych końcach, do przyjmowania uszczelnień olejowych w tych kolistych rowkach Te dwa łączące wypusty 1313 mają określone tam odpowiednio dwa otwory 1315 na bolec skierowane do siebie. [0021] Budowa wsparcia prowadnicy 132 jest lepiej widoczna na Fig.12A do Fig.12D. [0022] Fig.12A przedstawia wsparcie prowadnicy 132 w widoku przekroju poprzecznego. Fig.12B przedstawia w widoku bocznym wsparcie prowadnicy wsparcia prowadnicy 132. Fig.12C przedstawia widok przekroju poprzecznego wzdłuż linii F-F z Fig.12A wsparcia prowadnicy 132. Fig.12D przedstawia w widoku perspektywicznym wsparcie prowadnicy 132. To wsparcie prowadnicy 132 jest utworzone integralnie z podstawą 1321 ustalającą zamocowaną nieruchomo na tylnym końcu piasty wirnika 21, oraz tuleją 1322 prowadnicy przebiegającą poziomo ze środka podstawy 1321 ustalającej do wnętrza środkowej części piasty wirnika 21 w kierunku przedniego końca piasty wirnika 21. Ta tuleja 1322 prowadnicy jest opisana wraz z parą wydłużonych szczelin prowadnicy 1323 obok jej wolnego końca odpowiadających dwóm otworom 1315 na bolec na tulei 1312 piasty łącznika 131.

9 [0023] Tuleja prowadnicy 1322 ma przykrycie końca 1324 umieszczone na jej tylnym końcu w kierunku cylindra przejściowego 124, oraz posmarowane łożysko umieszczone pomiędzy tym przykryciem końca 1324 i napędzanym wałem 125. [0024] Powracając teraz do Fig.10 i w odniesieniu do Figur 7 i 8, bolec 127 jest wsunięty przez otwory 1315 na bolec (jak widać na Fig.11) łączących wypustów 1313 piasty łącznika 131, szczeliny prowadzące 1323 (jak widać na Fig.12) tulei prowadnicy 1322 wsparcia prowadnicy 132, ślizgacz 1325, oraz otwór na bolec określony na drugim końcu napędzanego wału 125 dla połączenia. Zatem napędzany wał 125 porusza się liniowo wzdłuż kierunku osiowego razem z bolcem 127 poruszającym się wzdłuż wydłużonych szczelin prowadzących 1323 tulei prowadnicy 1322, a zatem ta piasta łącznika 131 otaczająca tę tuleję prowadnicy 1322 jest niesiona przez ten napędzany wał 125, aby poruszać się wzdłuż wydłużonych szczelin prowadzących 1323 tej tulei prowadnicy 1322, w ten sposób, że te wydłużone szczeliny prowadnicy 1323 pełnią funkcję prowadnicy kierunkowej dla bolca 127 i piasty łącznika 131. Zatem przez opisaną powyżej budowę ten napędzany wał 125 funkcjonuje obrotowo wraz z łopatami i piastą wirnika 21 towarzysząc tej piaście łącznika 131, i w międzyczasie ta piasta łącznika 131 niesiona przez ten napędzany wał 125 ma również możliwość ruchu liniowego wzdłuż tej tulei prowadnicy 1322 wsparcia prowadnicy 132 pod wpływem siły napędowej wydobytej z silnika 110 z przekładnią planetarną o zmiennej częstotliwości. [0025] Opisane powyżej złączenie 130 według wynalazku jest czynnie połączony z wewnętrznymi pierścieniami 2222 wielu łożysk 222 za pomocą odpowiednich wielu łączników 133, których budowa jest przedstawiona w widoku z przodu, jak pokazano na Fig.13A i w widoku perspektywicznym, jak pokazano na Fig.13B. Szczególnie w odniesieniu do Fig.5 do Fig.8, każdy z tych łączników 133 ma dwa przeciwne końce, które są odpowiednio utworzone przez dwa otwory łącznika Pierwszy koniec tego łącznika 133 jest połączony obrotowo z podstawą 1311 w kształcie dysku piasty łącznika 131 za pomocą pierwszego łączącego bolca, a drugi koniec tego łącznika 133 jest połączony obrotowo z łączącym blokiem 134, który jest przymocowany do wewnętrznego pierścienia 2222 za pomocą wielu śrub, jak można zauważyć na Fig.8. [0026] Odnosząc się teraz do Figur 7 i 8, zostanie opisana zasada działania mechanizmu synchronicznego zmieniania skoku wielołopatowego wirnika z pojedynczym sterownikiem według niniejszego wynalazku. Gdy silnik sterownika 110 zaczyna pracę, wyjściowy ruch obrotowy przez przekładnię z silnika z przekładnią planetarną o zmiennej częstotliwości jest przekazywany z uzyskaniem ruchu liniowego napędzanego wału 125 przez przekładnię 124, zatem piasta łącznika 131 niesiona przez napędzany wał 125 porusza się liniowo w kierunku osiowym wzdłuż tulei prowadnicy Ta piasta łącznika 131 jest ruchoma w kierunku osiowym we wstępnie określonym zakresie, który jest skonfigurowany w dowolnych stosowanych instrukcjach lub programach za pomocą urządzenia sterującego z możliwością zaprogramowania i regulowany za pomocą czujnika położenia i przełącznika, a zatem wewnętrzne pierścienie 2222 łożysk 222 są obrotowe w odniesieniu do zewnętrznych pierścieni 2221 łożysk 222 w zakresie kąta obrotowego, który jest określony jako funkcja wstępnie określonego ruchomego zakresu długości tej piasty łącznika 131. Dzięki opisanemu powyżej mechanizmowi, gdy wirnik wiruje, napędzany wał 125 napędzany bolcem 127 również wiruje wraz z

10 wirnikiem, gdy sterownik, tzn. silnik 110 z przekładnią planetarną o zmiennej częstotliwości zaczyna pracę, napędzany wał 125 napędzany silnikiem 110 porusza się liniowo, tak aby napędzać tę piastę łącznika 131, aby poruszała się ona wzdłuż tulei prowadnicy Czujnik prędkości może być umieszczony z boku przekładni silnika z przekładnią planetarną o zmiennej częstotliwości, jak można zauważyć na rysunkach, tak aby prędkość wyjściowa z tego silnika z przekładnią planetarną mogła być mierzona przez czujnik prędkości, zatem skok lub kąt łopat może być obliczony przez urządzenie sterujące, a zatem prędkość wyjściowa z silnika z przekładnią planetarną o zmiennej częstotliwości może być regulowana, tak aby zmienić prędkość zmieniania skoku. Według niniejszego wynalazku czujniki położenia mają za zadanie wykrywać przemieszczenie piasty łącznika 131, tak że proces sterowania może być uproszczony poprzez pomiar przemieszczenia piasty łącznika 131 i ustalenie docelowego zakresu kątowego do zmiany poprzez program użytkowy umieszczony w urządzeniu sterującym z możliwością zaprogramowania, zatem zapewnia się wysoką precyzję regulowania i niezawodne działanie mechanizmu synchronicznego zmieniania skoku według niniejszego wynalazku. [0027] Dodatkowo niniejszy wynalazek korzystnie dostarcza również mechanizmu do synchronicznego zmieniania skoku wirnika z funkcją samodzielnego przekręcania. Ponieważ sterownik mechanizmu synchronicznego zmieniania skoku według wynalazku jest nie tylko połączony z siecią zasilającą, ale również połączony z zasilaniem wyjściowym generatora, przykładowo generatora wiatru, generator zapewnia zasilanie typu on-line jako rezerwę zamiast tradycyjnego zestawu baterii do sterownika mechanizmu synchronicznego zmieniania skoku, aby wykonywał przekręcanie w przypadku, gdy wystąpi awaria sieci zasilającej. Ponadto mechanizm do synchronicznego zmieniania skoku wirnika według wynalazku wyposażony w silnik hamulca o zmiennej częstotliwości jest również w stanie ustalać swój kąt skoku podczas działania po dostosowaniu skoku. [0028] Podsumowując, mechanizm do zmieniania skoku wirnika zgodnie z niniejszym wynalazkiem przekształca wyjściowy ruch obrotowy z pojedynczego sterownika w ruch liniowy przekładni, przez którą ruch liniowy jest z kolei przekazywany do złączenia, aby poruszać wieloma łącznikami synchronicznie z piastą łącznika złączenia, a następnie przez połączenie pomiędzy wieloma łącznikami i odpowiadającymi wieloma łożyskami, wyjściowa siła napędowa z pojedynczego sterownika jest przekazywana do wielu łożysk, aby poruszać wewnętrznymi pierścieniami łożysk w odniesieniu do zewnętrznych pierścieni łożysk, w celu zmiany skoku. Korzystnie wykorzystując jeden pojedynczy sterownik przekładnia i złączenie mechanizmu według wynalazku, zmiana skoku wirnika jest łatwo regulowana przez jednostkę sterującą z wysoką precyzją, zgodnością i niezawodnością. [0029] Mechanizm do zmieniania skoku wirnika według wynalazku ma taką zaletę, że przekładnia 120 jest umieszczona w gondoli 11, zatem możliwe jest zamocowanie tych elektronicznych części i obwodów do normalnego wykrywania, na statycznych częściach w gondoli 11, i w ten sposób jedynie lekkie części mechaniczne o małych wymiarach złączenia 130 są dopasowane do ograniczonej przestrzeni wewnętrznej piasty wirnika 21, i również w ten sposób, że gwint toczny przekładni 120 jest wspierana przez łożysko o dwóch warstwach, a zatem zapewniona jest niezawodność działania oraz stabilność przekładni 120, a odrutowanie obwodu jednostki sterującej jest zoptymalizowane pod

11 10 5 względem bezpieczeństwa i stabilności, oraz jest również wygodna w mocowaniu i konserwacji. Zatem z wykorzystaniem tego mechanizmu przedłużona zostaje żywotność całego układu. [0030] Jakkolwiek opisane wcześniej przykłady zostały już przedstawione jako korzystne postacie realizacji niniejszego wynalazku, specjaliści w dziedzinie mogą lepiej zrozumieć, że wszelkie możliwe zmiany, modyfikacje i poprawki, w celu osiągnięcia tego samego celu niniejszego wynalazku, są łatwo dostrzegane w związku z naukami płynącymi z niniejszego wynalazku. Shanghai Ghrepower Green Energy Co., Ltd. Pełnomocnik:

12 PL-PAT EP B1 Zastrzeżenia patentowe 1. Turbina wiatrowa zawierająca generator (10) umieszczony w gondoli (11) i mechanizm do synchronicznego zmieniania skoku wielołopatowego wirnika (20) mającego piastę wirnika (21) z wieloma łopatami, w której tych wiele łopat jest zamontowanych w równych odstępach wokół tej piasty wirnika (21) za pomocą odpowiadających gniazd łożyska (22), z których każde zawiera łożysko (222) mające zewnętrzny pierścień (2221) i wewnętrzny pierścień (2222), który może się poruszać obrotowo w odniesieniu do tego zewnętrznego pierścienia (2221), znamienna tym, że ten mechanizm zawiera sterownik (110), przekładnię (120) umieszczoną w gondoli (11), złączenie (130), oraz jednostkę sterującą; przy czym ta przekładnia (120) zawiera sprzęgło wału (121), gwint toczny (122), pośredni cylinder (124), napędzany wał (125) oraz cylinder przejściowy (126); to złączenie (130) zawiera piastę łącznika (131), wsparcie prowadnicy (132) i wiele łączników (133); ta jednostka sterująca zawiera czujnik prędkości, czujnik położenia, przełącznik oraz urządzenie sterujące z możliwością zaprogramowania, wyjściowa obrotowa siła napędowa przez ten sterownik (110) przez sprzęgło wału (121) jest przekazywana do napędzanego wału (125) przez przekładnię śrubowo-nakrętkową pomiędzy gwintem tocznym (122) i pośrednim cylindrem (124) tej przekładni (120), tak aby napędzać napędzany wał (125), aby poruszał się ruchem liniowym, który następnie jest przekazywana z napędzanego wału (125) do piasty łącznika (131) złączenia (130) za pomocą cylindra przejściowego (126); to urządzenie sterujące jest skonfigurowane tak, aby umożliwić napędzanemu wałowi (125) obustronny ruch we wstępnie określonym zakresie długości, w celu poruszania piastą łącznika (131) w tył i w przód wzdłuż wsparcia prowadnicy (132) w jej kierunku osiowym, a zatem tych wiele wewnętrznych pierścieni (2222) ma możliwość ruchu obrotowego synchronicznie przy tej samej prędkości kątowej, w odniesieniu do tych wielu odpowiadających pierścieni zewnętrznych (2221) tych wielu łożysk (222) pod wpływem napędzania piasty łącznika (131) przez wiele odpowiadających łączników (133). 2. Turbina wiatrowa według zastrzeżenia 1, znamienna tym, że ta przekładnia (120) zawiera ponadto strukturę wspierającą (123) z łożyskiem o podwójnej warstwie, do wspierania gwintu tocznego (122). 3. Turbina wiatrowa według zastrzeżenia 1, znamienna tym, że piasta łącznika (131) jest integralnie utworzona z podstawą (1311) w kształcie dysku i biegnącą od niej tuleją (1312), w której para łączących wypustów (1313) wystaje z przedniego końca tej tulei (1312) i jest odpowiednio wyznaczona za pomocą dwóch otworów (1315) na bolec, w niej, jeden naprzeciwko drugiego. 4. Turbina wiatrowa według zastrzeżenia 3, znamienna tym, że ma dwa koliste rowki (1314) wyznaczone odpowiednio w wewnętrznej powierzchni tej tulei (1312) tej piasty łącznika (131) obok jej dwóch przeciwległych końców, do umieszczania w nich uszczelnienia olejowego. 5. Turbina wiatrowa według zastrzeżenia 3, znamienna tym, że ta podstawa (1311) piasty łącznika (131) ma wiele otworów na śrubę (1316) wyznaczonych wokół w równych odstępach odpowiadających

13 2 wielu łopatom, przy czym każdy otwór na śrubę (1316) ma środkową oś przebiegającą zasadniczo równolegle do środkowej osi odpowiadającego łożyska (222). 6. Turbina wiatrowa według zastrzeżenia 1, znamienna tym, że to wsparcie prowadnicy (132) jest integralnie utworzone z podstawą (1321) i tuleją prowadnicy (1322), przy czym wolny koniec tej tulei prowadnicy (1322) przebiegający od podstawy (1321) do wnętrza piasty wirnika (21) jest wyznaczony za pomocą pary szczelin prowadzących (1323) przeciwległych względem siebie. 7. Turbina wiatrowa według zastrzeżenia 1, znamienna tym, że pierwszy koniec tego napędzanego wału (125) jest połączony obrotowo z tym pośrednim cylindrem (124), ale nieruchomo w odniesieniu do tego pośredniego cylindra (124) w jego kierunku osiowym. 8. Turbina wiatrowa według zastrzeżenia 7, znamienna tym, że pierwszy koniec tego napędzanego wału (125) jest połączony z tym pośrednim cylindrem (124) przez ten cylinder przejściowy (126), który ma umieszczone tam kolejno pierwsze, drugie i trzecie łożysko (1261, 1262, 1263), oraz pierwszą, drugą i trzecią podkładkę (1261a, 1262a, 1263a), umieszczone odpowiednio z boku tego odpowiadającego pierwszego, drugiego i trzeciego łożyska (1261, 1262, 1263), przy czym część pierwszego końca tego napędzanego wału (125) jest utworzona w dwóch członach, przy czym pierwszy człon przebiega przez zamkniętą ściankę końcową tego cylindra przejściowego (126) i jest ustalany przez stronę tego pierwszego łożyska (1261), drugi człon przebiega przez pierwsze, drugie, trzecie łożysko (1261, 1262, 1263) oraz pokrywę (1264) do wnętrza pośredniego cylindra (124) i następnie jest mocowany za pomocą nakrętki śrubowej (1265), tak aby zostać ustalonym przez stronę tej nakrętki śrubowej (1265), która jest ustalana przeciwnie do pokrywy (1264). Shanghai Ghrepower Green Energy Co., Ltd. Pełnomocnik:

14 EP B1 Rysunek PL-PAT

15 EP B1 PL-PAT

16 EP B1 PL-PAT

17 EP B1 PL-PAT

18 EP B1 PL-PAT

19 EP B1 PL-PAT

20 EP B1 PL-PAT

21 EP B1 PL-PAT

22 EP B1 PL-PAT

23 EP B1 PL-PAT

24 EP B1 PL-PAT

25 EP B1 PL-PAT

26 EP B1 PL-PAT