專利名稱：風(fēng)力渦輪機(jī)流體過濾系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容大體涉及風(fēng)力流體系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于在風(fēng)力設(shè)施的流體系
統(tǒng)中清除流體污染物的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
近來，風(fēng)力渦輪機(jī)作為對環(huán)境安全且相對便宜的替代能源已得到更多的關(guān)注。隨
著對其興趣的日益增長，人們已作出相當(dāng)?shù)呐硌兄瓶煽亢透咝У娘L(fēng)力渦輪機(jī)。 通常，風(fēng)力渦輪機(jī)包括通過輪轂聯(lián)接到轉(zhuǎn)子上的多個葉片。轉(zhuǎn)子安裝在外殼或機(jī)
艙內(nèi)，該外殼或機(jī)艙定位在管狀塔架或基座的頂上。公用級風(fēng)力渦輪機(jī)(即設(shè)計成用以提
供電力到公用電網(wǎng)上的風(fēng)力渦輪機(jī))可具有大型轉(zhuǎn)子(例如，直徑為30米或更大)。這些
轉(zhuǎn)子上的葉片將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成驅(qū)動轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)動力。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動地聯(lián)接到一個或多個發(fā)
電機(jī)或液壓系統(tǒng)上，該發(fā)電機(jī)或液壓系統(tǒng)為將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電的主要動力轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中的構(gòu)
件。在風(fēng)力渦輪機(jī)使用液壓系統(tǒng)進(jìn)行動力轉(zhuǎn)化的情形中，該液壓系統(tǒng)包括用于驅(qū)動馬達(dá)和
輔助設(shè)備的油路。風(fēng)力渦輪機(jī)還可包括附加系統(tǒng)如齒輪箱、主軸承、輔助動力轉(zhuǎn)化和制動系
統(tǒng)，該輔助動力轉(zhuǎn)化和制動系統(tǒng)也可包括用于潤滑和冷卻的油路。 風(fēng)力渦輪機(jī)的油路采用過濾器來清除污染物，例如來自油中的污物和顆粒。這些 過濾器要求在確定的使用期間之后進(jìn)行更換，以便使過濾器保持有效和防止過濾器因為其 截留顆粒而增大油路壓力。此外，這些過濾器的過濾介質(zhì)和過濾網(wǎng)篩(screen)隨著時間的 推移而劣化并且常常需要切斷油路來進(jìn)行維護(hù)和/或更換。 因此，需要的是一種用于在風(fēng)力設(shè)施的油路中過濾諸如油的流體的方法和系統(tǒng)， 其降低了維護(hù)和運(yùn)行成本。

發(fā)明內(nèi)容
本公開內(nèi)容的目的是提供一種風(fēng)力渦輪機(jī)反沖(backf lushing)系統(tǒng)，該反沖系 統(tǒng)容許風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)中的流體系統(tǒng)在預(yù)定的壓降范圍內(nèi)運(yùn)行。 根據(jù)本公開內(nèi)容的第一實施例，公開了一種風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其包括反沖過 濾器系統(tǒng)。 根據(jù)本公開內(nèi)容的第二實施例，公開了一種清潔風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的流體的方
法，該方法包括使流體穿過風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)油路的反沖過濾器系統(tǒng)循環(huán)。 文中還公開了該方法和系統(tǒng)的其它方面。根據(jù)以下詳細(xì)描述和附圖，本領(lǐng)域的普
通技術(shù)人員將會理解上述特征以及本公開內(nèi)容的其它特征和優(yōu)點。


圖1示出了示范性風(fēng)力渦輪機(jī)的側(cè)視圖。 圖2是根據(jù)本公開內(nèi)容的風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的示范性實施例的示意性示圖。
圖3是圖2中所示泵送子系統(tǒng)的示范性實施例的示意性示圖。
3
圖4是根據(jù)本公開內(nèi)容的示范性反沖過濾器系統(tǒng)的示圖。
圖5是根據(jù)本公開內(nèi)容的潤滑系統(tǒng)的示范性構(gòu)造的示圖。
只要可行，相同的參考標(biāo)號將在全部附圖中用來指代相同或相似的零件。
具體實施例方式
現(xiàn)在本公開內(nèi)容將在下文參照附圖進(jìn)行更為全面地描述，附圖中示出了本公開內(nèi) 容的優(yōu)選實施例。然而，本公開內(nèi)容可采用許多不同的形式予以實施，并且不應(yīng)視為受限于 文中所闡述的實施例；相反，提供了這些實施例使得本公開內(nèi)容將是全面和完整的，并且將 向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員全面地傳達(dá)本公開內(nèi)容的范圍。 圖1示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的示范性風(fēng)力渦輪機(jī)100。風(fēng)力渦輪機(jī)100包括轉(zhuǎn)子 106和安裝在塔架104頂上的機(jī)艙102。機(jī)艙102容納風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)105(圖2)用 于將轉(zhuǎn)子106所俘獲的風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電。機(jī)艙102還可容納用于控制和操作風(fēng)力渦輪機(jī)100 的其它設(shè)備。轉(zhuǎn)子106包括附接到旋轉(zhuǎn)輪轂110上的轉(zhuǎn)子葉片108。旋轉(zhuǎn)輪轂110連接到 風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)105上且被構(gòu)造成用以對其提供機(jī)械能。在該示范性實施例，風(fēng)力渦 輪機(jī)100包括三個轉(zhuǎn)子葉片108。在另一實施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)可包含一個或多個轉(zhuǎn)子葉片 108。塔架104的高度基于本領(lǐng)域公知的因素和條件進(jìn)行選擇，并且可延伸至高達(dá)60米或
更高的高度。風(fēng)力渦輪機(jī)ioo可安裝在提供使用具有期望風(fēng)力條件的區(qū)域的任何地形上。
該地形可能變化很大并且可包括但不限于山嶺地形或離岸位置。 在一些構(gòu)造中并參看圖2，公開了風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)105的一種示范性的示意 性構(gòu)造。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)105容納在機(jī)艙102(圖1)中。如圖2中可見，轉(zhuǎn)子106通過軸112 聯(lián)接到液壓泵送系統(tǒng)120上。轉(zhuǎn)子106的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動地驅(qū)動軸112，以向液壓泵送系統(tǒng)120提 供機(jī)械能從而使高壓液壓流體在液壓泵送系統(tǒng)120內(nèi)循環(huán)。液壓泵送系統(tǒng)120經(jīng)由液壓流 體循環(huán)系統(tǒng)125聯(lián)接到馬達(dá)136上。馬達(dá)136將來自循環(huán)高壓流體的能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。 馬達(dá)136可以是本領(lǐng)域公知的適用于此目的的任何液壓馬達(dá)。馬達(dá)136通過傳遞裝置138 聯(lián)接到發(fā)電機(jī)140上。發(fā)電機(jī)140將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電。發(fā)電機(jī)140經(jīng)由傳輸線路142向電 網(wǎng)150提供所生成的電。在另一實施例中，馬達(dá)136和發(fā)電機(jī)140可結(jié)合成單一的裝置。在 又一實施例中，泵送系統(tǒng)120和馬達(dá)136均可分別包括一個或多個獨立的泵送系統(tǒng)120或 馬達(dá)136。 圖3示出了位于圖2的風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)105內(nèi)的液壓泵送系統(tǒng)120的示范性 的示意性布置。如圖3中可見，液壓泵送系統(tǒng)120包括泵送子系統(tǒng)160。泵送子系統(tǒng)160包 括由軸112驅(qū)動的液壓泵(未示出)。該泵經(jīng)由高壓流體管線121向馬達(dá)136提供高壓流 體，該高壓流體管線121在泵送子系統(tǒng)160和馬達(dá)136之間成流體連通。高壓流體管線121 與高壓儲器(reservoir) 138成流體連通。在馬達(dá)136，從高壓流體中移除一些能量以及低 壓流體經(jīng)由在馬達(dá)136和泵送子系統(tǒng)160之間成流體連通的低壓流體管線122返回至泵送 子系統(tǒng)160。低壓流體管線122與低壓儲器134成流體連通。 液壓泵送系統(tǒng)120還包括在高壓流體管線121和低壓流體管線122之間成流體連 通的次級子系統(tǒng)142、在高壓流體管線121和低壓流體管線122之間成流體連通的壓力釋放 管線123，以及繞過低壓儲器134成流體連通的低壓流體旁通管線124。
次級子系統(tǒng)142執(zhí)行一個或多個次級功能。次級功能是指由高壓工作流體流所執(zhí)行的、與發(fā)電間接相關(guān)的功能，例如不需要這種流體流向發(fā)電機(jī)140的功能。例如，次級子 系統(tǒng)142中的高壓工作流體流可用來潤滑軸承和/或軸112。在該示范性的實施例中，液壓 泵送系統(tǒng)120包括一個次級子系統(tǒng)142，然而在另一實施例中，液壓泵送系統(tǒng)120可包括一 個或多個次級子系統(tǒng)142。在又一實施例中，液壓泵送系統(tǒng)120可省去次級子系統(tǒng)142。
壓力釋放管線123包括第一流控制裝置146，用以通過控制經(jīng)過壓力釋放管線123 的流動來在高壓儲器138和次級子系統(tǒng)142之間調(diào)整來自泵送子系統(tǒng)160的高壓流體流。 此外，流控制裝置146可控制和/或釋放在高壓流體管線121和低壓流體管線122之間的 流體壓力。此外，第一流控制裝置146能夠?qū)碜员盟妥酉到y(tǒng)160的流動控制在預(yù)定的工 作參數(shù)和/或閾值內(nèi)，這可根據(jù)應(yīng)用情況而變。液壓泵送系統(tǒng)120可包括其它的流控制裝 置和傳感器(未示出)，用以在液壓泵送系統(tǒng)120內(nèi)控制流動。例如，第二流控制裝置(未 示出)可控制從高壓儲器138至馬達(dá)136的流動。第一流控制裝置146以及其它流控制裝 置可以是閥(例如，止回閥)或本領(lǐng)域公知的適用于這些目的的其它裝置。
液壓泵送系統(tǒng)120還包括與低壓流體管線122成流體連通的一個或多個反沖過濾 器系統(tǒng)200。反沖過濾器系統(tǒng)對例如但不限于槳距、偏航和風(fēng)扇驅(qū)動液壓系統(tǒng)的液壓從動輔 助動力消耗裝置提供過濾。如圖3中可見，在該示范性實施例中，液壓泵送系統(tǒng)120包括設(shè) 置在整個低壓流體管線122的各個可行位置處的五個反沖過濾器系統(tǒng)200。
圖4示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的反沖過濾器系統(tǒng)200的示范性布置。如圖4中可見， 反沖過濾器系統(tǒng)200包括反沖過濾器210、包含式過濾器(containing filter) 230、潤滑裝 置240、低壓儲器250，以及泵260。反沖過濾器210經(jīng)由干凈的油供送管線227與潤滑裝置 240成流體連通。用過的油經(jīng)由油返回管線228返回至反沖過濾器。低壓儲器和泵260在 潤滑裝置240和反沖過濾器210之間成流體連通。反沖返回管線220在反沖過濾器210和 包含式過濾器230之間成流體連通。包含式過濾器230可由電力系統(tǒng)、液壓動力系統(tǒng)或二 者供以動力?？蛇x的流體動力供送管線229在油返回管線228和包含式過濾器230之間成 流體連通?？蛇x的流體動力供送管線229向包含式過濾器230提供附加的動力用以執(zhí)行過 濾功能。反沖過濾器系統(tǒng)200可以是如在美國專利第5906733號中所公開的反沖過濾器系 統(tǒng)，該專利通過引用整體地結(jié)合于本文中。 反沖過濾器210可從通過具體應(yīng)用的流體和顆粒尺寸限制所提供的任何反沖過 濾器中進(jìn)行選擇。反沖過濾器210可以是如在美國專利第6890434號中所公開的反沖過濾 器，該專利通過引用整體地結(jié)合于本文中。反沖過濾器210設(shè)置在液壓流管線中用以過濾 來自液壓流體的微粒污染物。反沖過濾器始終使用包含在反沖過濾器210內(nèi)的100%的過 濾網(wǎng)眼能夠過濾全部的流體流，而傳統(tǒng)的過濾器則需要對接近堵塞狀態(tài)下的容量進(jìn)行選擇 以便不會在低壓管線中產(chǎn)生高壓降。 循環(huán)系統(tǒng)220和包含式過濾器230設(shè)置和構(gòu)造成用以容許反沖過濾器210被反沖 來清除已截留在反沖過濾器210中的微粒污染物。通過對反沖過濾器210進(jìn)行反沖，可以 清潔反沖過濾器的網(wǎng)眼或其它的微粒截留結(jié)構(gòu)或材料，使得反沖過濾器210可在反沖過濾 器210的壽命期間在預(yù)定的壓降內(nèi)進(jìn)行工作。 包含式過濾器230可以是離心式過濾器或?qū)τ诰唧w應(yīng)用的流體進(jìn)行選擇用以截 留預(yù)定顆粒尺寸范圍的微粒污染物的其它過濾器。例如，循環(huán)系統(tǒng)220和包含式過濾器230 可選自如美國專利第5906733號中所公開的液體清潔系統(tǒng)。
風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)105可包括附加的反沖過濾器系統(tǒng)200，該反沖過濾器系統(tǒng) 200與齒輪箱、主軸承、制動油路和/或任何其它的輔助系統(tǒng)成流體連通。風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電 系統(tǒng)105的反沖過濾器系統(tǒng)200中的任何一者都可共同使用循環(huán)系統(tǒng)200和包含式過濾器 230的構(gòu)件。在一個實施例中，一個反沖過濾器210可設(shè)置在齒輪箱油路中，第二反沖過濾 器210可設(shè)置在主軸承油路中，以及單個的包含式過濾器230用來反沖這兩個反沖過濾器 210。 風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)105還包括閥、控制裝置，以及用以操作反沖過濾器系統(tǒng)200 的流體系統(tǒng)。在一個實施例中，反沖過濾器系統(tǒng)200包括控制裝置，用以如由預(yù)定程序表 (schedule)所確定的那樣使得反沖過濾器210的程序化反沖自動地進(jìn)行。在另一實施例 中，就存在過濾系統(tǒng)的反沖零件按序列的連續(xù)例行程序而言，反沖過程是在反沖過濾系統(tǒng) 內(nèi)的連續(xù)過程。 圖5示出了使?jié)櫥黧w循環(huán)的潤滑系統(tǒng)500的示范性構(gòu)造，該潤滑系統(tǒng)500流體 連通傳動系系統(tǒng)510的至少一個構(gòu)件。傳動系系統(tǒng)510包括由軸520驅(qū)動的傳動裝置510， 該軸520由第一軸承530、第二軸承540和第三軸承550支承。軸520由轉(zhuǎn)子106 (圖2) 驅(qū)動。第二軸承540和/或第三軸承550可任選地整體形成到傳動裝置510中。傳動裝置 510可以是齒輪箱。在該示范性實施例中，第二軸承540、第三軸承550和傳動裝置510中 的至少一者以及第一軸承530與潤滑系統(tǒng)500成流體連通。 如在圖5中進(jìn)一步所示，潤滑系統(tǒng)500包括反沖過濾器系統(tǒng)200。反沖過濾器系統(tǒng) 200包括反沖過濾器210、包含式過濾器230以及泵260。反沖過濾器210提供一部分的潤 滑流體至包含式過濾器230。包含式過濾器230收集來自潤滑流體的污染物，例如但不限于 污物和金屬微粒。包含式過濾器230可以是離心式過濾器。在離心式過濾器中的旋轉(zhuǎn)可部 分地由來自反沖流體管線220的潤滑流體驅(qū)動以及部分地由從反沖過濾器的上游流出的 流體流(未示出)驅(qū)動。 盡管已參照優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會理解，在不背 離本發(fā)明范圍的情形下可作出各種變化以及可用等同物來代替其元件。此外，可以進(jìn)行多 種修改來適應(yīng)本發(fā)明教導(dǎo)內(nèi)容的具體情勢或材料而不背離本發(fā)明的本質(zhì)范圍。因此，本發(fā) 明并非意欲受限于如用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳方式所公開的具體實施例，而是本發(fā)明將包括 落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實施例。
權(quán)利要求
一種風(fēng)力渦輪機(jī)，包括風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)(105)，其包括反沖過濾器系統(tǒng)(200)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述反沖過濾器系統(tǒng)(200)構(gòu)造成用以從 輔助動力消耗裝置的流體中清除微粒污染物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述反沖過濾器系統(tǒng)(200)構(gòu)造成用以從 液壓泵送系統(tǒng)的流體中清除微粒污染物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述反沖過濾器系統(tǒng)(200)構(gòu)造成用以從 主軸承油路中清除微粒污染物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述反沖過濾器系統(tǒng)(200)構(gòu)造成用以從 齒輪箱油路中清除微粒污染物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述反沖過濾器系統(tǒng)(200)構(gòu)造成用以從 制動油路中清除微粒污染物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述反沖過濾器系統(tǒng)(200)包括反沖過濾 器(210)、循環(huán)系統(tǒng)(220)和包含式過濾器(230)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述包含式過濾器(230)是離心式過濾器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述離心式過濾器由動力源供以動力。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述動力源是用電的。
全文摘要
本發(fā)明涉及風(fēng)力渦輪機(jī)流體過濾系統(tǒng)。具體而言，公開了一種包括反沖過濾器系統(tǒng)(200)的風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)(105)。該反沖過濾器系統(tǒng)(200)可包括與諸如液壓泵送系統(tǒng)、齒輪箱油路、主軸承油路、制動油路及其組合中的任何一者的輔助動力消耗裝置成流體連通的反沖過濾器(210)。該反沖過濾器系統(tǒng)(200)還包括用于從反沖過濾器系統(tǒng)(200)中清除微粒污染物的包含式過濾器(230)。
文檔編號F03D11/00GK101769235SQ20091022214
公開日2010年7月7日 申請日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月6日
發(fā)明者J·J·涅斯 申請人:通用電氣公司