1.本发明涉及一种用于减弱风力涡轮机的移动、特别是用于减弱所述风力涡轮机的塔架的振荡移动的阻尼器。所述移动的减弱通过容纳在所述阻尼器的容器中的水性液体实现。这种类型的阻尼器通常称为晃动阻尼器。本发明进一步涉及一种用于阻尼器中的水性液体，其显著提高阻尼器的阻尼效率。
2.本发明进一步涉及一种包括所述阻尼器的风力涡轮机，并且涉及一种待溶解在液体中从而产生待用于风力涡轮机的阻尼器中的水性液体的组成物。
背景技术：
3.已知在风力涡轮机中提供阻尼器以减少风力涡轮机的不期望移动，例如不期望振荡。这种阻尼器可以位于塔架的顶部处和/或机舱内部。可替代地，其也可以位于机舱外部或塔架外部。
4.已知类型的阻尼器包括晃动阻尼器或钟摆式阻尼器。晃动阻尼器（其也称为液体阻尼器）具有容器，在所述容器内部有液体。所述液体被动地减弱风力涡轮机的塔架和/或机舱的移动。
5.在现有技术中，容器中的液体通常包含自来水和某种类型的防冻液，诸如例如单乙二醇。对于温度极不可能降到低于水的冻结温度的那些安装地点，可以放弃添加防冻液。如果需要，使用防冻剂的替代方案是提用于加热容器中的水的加热设备。
6.ep 1 203 155 a1提及可以向液体阻尼器的水添加氯化钠。氯化钠具有如下优点：其环境无害、便宜并且既降低水的冻结温度又增加密度。然而，其具有如下缺点：其促进腐蚀，这对于阻尼器的金属部件、具体来说对于阻尼器的容器的部件是有害的。
7.因此，ep 1 203 155 a1也提出氯化锌和硫酸亚铁。这些化合物被描述为比起氯化钠对金属具有较少侵蚀性，但是仍能够增加液体的密度，因此提高阻尼器的阻尼效率。然而，这些试剂具有如下缺点：其至少在一定程度上对环境有害。
8.因此，期望提供一种克服现有技术阻尼器的所描述缺点的用于风力涡轮机的阻尼器。具体来说，应该提供一种具有高阻尼效率和高长期稳定性、特别是抗腐蚀性的阻尼器。此外，本发明的目的是提供一种经改进的风力涡轮机，并且提供一种如下组成物：所述组成物用于溶解在水中以增加包括水和溶解在其中的组成物的液体的密度，所述液体适于风力涡轮机的晃动阻尼器。
技术实现要素：
9.这些目的通过独立权利要求的主题实现。在从属权利要求和说明书中公开有利修改和实施例。
10.本发明的第一方面涉及一种用于减弱风力涡轮机的移动、特别是用于减弱所述风力涡轮机的塔架的振荡移动的阻尼器。所述移动的减弱通过容纳在所述阻尼器的容器中的水性液体实现。
11.如本文中所使用的术语“水性液体”是指类似于水或包含水和/或由水制成的液体。优选地，所述水性液体包括水。
12.根据本发明，所述水性组成物包括组分，其中分散在水性液体中的所述组分选自至少一种柠檬酸盐。
13.如本文中所使用的术语“分散物”或“分散体”是指至少两种组分的混合物。因此，两种或更多种组分分散（即，精细地分布）在连续组分中，即，分散介质中。
14.根据分散体中包含的颗粒的颗粒大小，这种分散体可以包括分子分散（真溶液；颗粒大小低于1 nm）、胶体分散（胶体溶液；颗粒大小1 nm至1
ꢀµ
m）或粗分散（包括大于1
ꢀµ
m的颗粒大小的悬浮液）的颗粒。
15.然而，根据本发明，并不排除分散体包括分子分散、胶体分散和/或粗分散的不同颗粒。因此，根据本发明的分散体可以包括在低于1 nm上至超过1
ꢀµ
m的范围内的颗粒大小。
16.发明人已经认识到，与氯化钠相比，至少一种柠檬酸盐可能是用于液体阻尼器中的有吸引力的替代方案。
17.如本文中所使用的，术语柠檬酸盐涉及柠檬酸的衍生物，后者是具有通用化学式c6h8o7的弱有机酸。柠檬酸天然出现在柑橘类水果中。工业制造的柠檬酸被广泛用作酸化剂、调味剂以及清洁和螯合剂。
18.柠檬酸盐具有环境友好（即，无毒）的优点。此外，其既不腐蚀也不氧化。
19.根据本发明，至少一种柠檬酸盐能够显著增加水性液体的密度。
20.液体密度的确定是本领域技术人员已知的。例如，本发明液体的密度的确定可以通过在20
º
c的标准温度下使用具有例如1.400-1.500比重（s. g.）或例如1.500-1.600 s. g.的比例的质子密度计（gab分析系统）来实现。本文中给出的密度值绘示实验密度。
21.优选地，有利水性液体的密度为至少1.2 kg/l和/或至多1.8 kg/l、更优选地1.3 kg/l和/或至多1.7 kg/l、甚至更优选地1.35 kg/l和/或至多1.6 kg/l、特别优选地1.4至1.55 kg/l。
22.作为第一优选示例，提出使用柠檬酸钠。“柠檬酸钠”是指柠檬酸的任何钠盐，即柠檬酸单钠、柠檬酸二钠和柠檬酸三钠。在欧盟，这三种形式的盐统称为e编号e331（e编号是在欧盟和欧洲自由贸易协会内使用的用作食品添加剂的物质或组分的代码）。柠檬酸钠通常用作食品和饮料中的酸度调节剂、用作油的乳化剂，并且用于防止捐献的血液在储存时凝结。发明人已经认识到，柠檬酸钠可以有利地用于风力涡轮机的晃动阻尼器中。
23.作为另一优选示例，提出使用柠檬酸钾。“柠檬酸钾”是指柠檬酸的任何钾盐，即柠檬酸单钾和柠檬酸三钾。所述三钾盐例如是具有分子式k3c6h5o7的柠檬酸的钾盐。其是白色吸湿结晶粉末。其无气味、有咸味。作为食品添加剂，柠檬酸钾用于调节酸度，并且已知e编号为e332。在医学上，其可以用于控制源自尿酸或胱氨酸的肾结石。发明人已经认识到，柠檬酸钠也可以有利地用于风力涡轮机的晃动阻尼器中。
24.应注意，原则上，除了所提及的柠檬酸盐以外的其它柠檬酸盐也可以用于分散在液体中，从而产生当用于风力涡轮机的晃动阻尼器中时具有有益性质的水性液体。
25.然而，优选地，柠檬酸盐选自柠檬酸钠和/或柠檬酸钾。特别优选地，柠檬酸盐选自柠檬酸钾。
26.所描述的阻尼器适用于减弱风力涡轮机的移动。换句话说，其被布置和制备成减
弱风力涡轮机的不期望移动。术语风力涡轮机的“不期望移动”应理解为风力涡轮机的应该借助于阻尼器抑制或理想地完全消除的任何移动。通常，这些不期望的移动是因旋转转子和/或（在海上风力涡轮机的情况下）因撞击风力涡轮机的基础的波浪所致的振荡移动。
27.阻尼器的容器可以是适于容纳阻尼器的水性液体的任何贮器。实际上，所述容器通常由例如钢等金属制成，并且具有矩形或圆形基部。通常，每一风力涡轮机提供多个容器。
28.在本发明的有利实施例中，包括在水性液体中的柠檬酸盐的量小于70重量%。在本发明的另一有利实施例中，水性液体中的柠檬酸盐的量为至少30重量%。
29.包括在水性液体中、优选地水中的这种相当大量的柠檬酸盐具有显著增加水性液体的密度的效果。这在水性液体减弱风力涡轮机的不期望移动（诸如风力涡轮机的机舱和/或塔架的振荡）的能力和效率方面是有益的。粗略地说，水性液体中包含越多柠檬酸盐，水性液体的密度就增加得越多，并且因此越高效地减弱风力涡轮机的任何移动。
30.然而，柠檬酸盐在水性液体中可能存在溶解极限（其确切值主要取决于柠檬酸盐的具体类型以及水性液体和/或包括在水性液体中的任何其它组分的温度）。由发明人执行的实验已经表明，包括在水性液体中的柠檬酸盐的量因此优选地低于70重量%。
31.具体来说，水性液体中包含的柠檬酸盐的优选量为至少50重量%和/或不超过65重量%。举一个具体示例，将60 g的柠檬酸盐添加到40 ml的水可能产生用于风力涡轮机的阻尼器的优选水性液体。
32.在现有技术中，使用自来水来填充阻尼器的容器。使用自来水的主要优点在于其便宜且容易获得。
33.在优选实施例中，本发明提出使用去离子水。去离子水（也称为去矿物质水）是自来水，其中已经去除基本上所有其矿物离子。毫不奇怪，其比自来水贵得多，但是具有清洁和受控的优点。考虑到阻尼器的总成本，为阻尼器的水性液体选择去离子水可能是值得的。
34.根据优选实施例，有利水性液体具有约8和/或至多约12、优选地约9和/或至多约11、最优选地约9.4和/或至多约10的ph。
35.在本发明的有利实施例中，所述水性液体进一步包括防冻液以降低所述水性液体的冻结点。
36.合适防冻剂的示例是单乙二醇和/或单丙二醇。然而，也可以使用能够降低冻结点的任何其它防冻剂。优选地，防冻剂选自单丙二醇。
37.在本发明的另一有利实施例中，所述水性液体进一步包括腐蚀抑制剂以用于减少或者甚至防止阻尼器的部件的腐蚀。
38.虽然柠檬酸盐本身已经具有抗腐蚀和抗氧化的性质，但是可以期望添加特定腐蚀抑制剂以进一步减少或抑制阻尼器的部件的任何腐蚀。因此，可以选择向水性液体添加特殊腐蚀抑制剂。用于此目的的示例性腐蚀抑制剂可以选自有机和/或无机化合物。优选地，腐蚀抑制剂选自碳酸盐、硼酸盐、钼酸盐、硝酸盐、硅酸盐、胺、磺酸盐和/或唑中的至少一者。
39.在本发明的仍另一有利实施例中，所述水性液体进一步包括杀生物剂，诸如抗微生物剂或杀虫剂。这是为了维持阻尼器的水性液体清洁的目的，即，抑制任何细菌或藻类的生长达数月或者甚至数年。杀生物剂根据指令98/8/ec应用，并且可以例如选自非金属有机
硫杀生物剂，诸如亚甲基双硫氰酸盐(mbt) (aquapharm)。
40.这种杀生物剂可以以至少0.001重量%和/或至多0.5重量%、优选地至少0.05重量%和/或至多0.2重量%的量用于最终水性液体中。
41.根据另外的实施例，所述水性液体可以包括染料。这种染料可以例如用于给水性液体染色，并且通常用作水溶性组分。根据染色要求，这种染料在最终水性液体中的含量可以从约0.0002重量%至0.001重量%变化。
42.如从以上描述变得显而易见，存在如何具体实现阻尼器的水性液体的各种变型和选项。
43.根据特别优选的实施例，所述水性液体包括：
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水、优选地去离子水，其量为至少1重量%和/或至多60重量%，
‑ꢀ
至少一种柠檬酸盐，其总量为至少1重量%和/或至多65重量%，
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至少一种二醇，其总量为至少0.1重量%和/或至多30重量%，以及
‑ꢀ
任选地，腐蚀抑制剂，其总量为至少0.1重量%和/或至多6重量%。
44.应注意，以上组分的重量百分比与水性液体的总量有关。还应注意，优选地，一旦阻尼器准备好用于风力涡轮机中，则至少一种柠檬酸盐、至少一种二醇和腐蚀抑制剂便分子地分散在水性液体中。
45.本发明的第二方面涉及一种风力涡轮机，其包括根据上文描述的实施例中的一者的阻尼器。
46.有利地，所述风力涡轮机位于海岸外。在海上，海浪通常不断地撞击涡轮机的基础，并且因此产生或至少导致风力涡轮机的不期望移动、特别是振荡移动。
47.示例性地，阻尼器位于风力涡轮机的塔架的上三分之一中。术语“塔架的三分之一”仅与塔架本身有关，即，不包括风力涡轮机的任何基础或护套/单桩结构。
48.为简洁起见，在下文中将不再重复风力涡轮机的阻尼器的具体实施例。相反，在阻尼器的上下文中描述的所有特征和优点本身也适用于具有所述阻尼器的风力涡轮机。
49.本发明的第三方面涉及一种特定组成物以及一种由这种组成物获得的水性液体。
50.根据优选实施例，所述组成物用于风力涡轮机的阻尼器中。
51.所述组成物本身可以呈固相或液相。如果其呈固相（例如，提供为粉末），则所述组成物有利地基本上或完全分散（即，分子地分散在液体中）以形成水性液体。优选地，所述组成物分散在水中。
52.根据本发明的组成物包括
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至少一种柠檬酸盐；以及
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至少一种二醇，其中所述柠檬酸盐选自柠檬酸钾和/或柠檬酸钠、优选地选自柠檬酸钾，并且其中所述至少一种二醇选自单乙二醇和/或选自单丙二醇、优选地选自单丙二醇。
53.水性液体可以有利地在添加组成物之后被混合以分别基本上溶解或分散所述组分，从而形成如上所述的本发明水性液体的分散体。
54.根据本发明，组成物的组分在液体中、优选地水中的分散有利地增加液体、特别是水的密度。
55.根据优选实施例，有利组成物包括柠檬酸钾和/或柠檬酸钠、特别优选地柠檬酸
钾。
56.详细地，有利组成物的优选实施例包括
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柠檬酸钾，其量为至少1.2重量%和/或至多65重量%；和/或柠檬酸钠，其量为至少1.5重量%和/或至多65重量%，
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单乙二醇，其量为至少2.2重量%和/或至多97重量%；和/或单丙二醇，其量为至少5.1重量%和/或至多94重量%，以及
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任选地，至少一种腐蚀抑制剂，其量为至少1.03重量%和/或至多22重量%。
57.进一步有利组成物包括：
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柠檬酸钾，其量为至少40重量%和/或至多65重量%、优选地50重量%，
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任选地，柠檬酸钠，其量为0.1重量%和/或至多20重量%、优选地10重量%，
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单丙二醇，其量为20重量%和/或至多40重量%、优选地30重量%，
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任选地，单乙二醇，其量为至多30重量%，以及
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至少一种腐蚀抑制剂，其总量为至少1重量%和/或至多5重量%。
58.有利地，以上组分均匀地分散在水性液体中、优选地水中、特别优选地去离子水中。
59.因此，本发明还涉及一种通过将本发明组成物分散在液体中、优选地水中、特别优选地去离子水中而制备的水性液体。
60.根据优选实施例，水性液体包括或由以下组成：
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水、优选地去离子水，其量为至少10重量%和/或至多50重量%，
‑ꢀ
柠檬酸钾，其量为至少1重量%和/或至多60重量%、优选地其量为至少25%和/或至多60重量%，以及
‑ꢀ
任选地，柠檬酸钠，其量为至少1重量%和/或至多60重量%，
‑ꢀ
单乙二醇，其量为至少1重量%和/或至多30重量%；和/或单丙二醇，其量为至少1重量%和/或至多30重量%，以及
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任选地，至少一种腐蚀抑制剂，其总量为至少1重量%和/或至多5重量%。
61.进一步优选的水性液体包括或由以下组成：
‑ꢀ
水、优选地去离子水，其量为至少25重量%和/或至多45重量%，
‑ꢀ
至少一种柠檬酸盐、优选地柠檬酸钾，其量为至少50重量%和/或至多63重量%，
‑ꢀ
单丙二醇，其量为至少5重量%和/或至多15重量%，以及
‑ꢀ
至少一种腐蚀抑制剂，其总量为至少2重量%和/或至多5重量%。
62.根据特别优选的实施例，优选的水性液体包括或由以下组成：
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水、优选地去离子水，其量为30重量%，
‑ꢀ
柠檬酸钾，其量为62重量%，
‑ꢀ
单丙二醇，其量为5重量%，以及
‑ꢀ
至少一种腐蚀抑制剂、优选地至少一种唑，其总量为3重量%。
63.有利地，以上稍微提及的组成物（即，以上指定的水性液体）用于阻尼器、优选地风力涡轮机的阻尼器中。
64.所述组成物（即，水性液体）的所有组分均具有其环境友好的优点。因此，其是在少量时一点都不展现任何毒性的组分，并且也没有腐蚀性或氧化性。
65.本发明的水性液体具有适用于多种工业应用中的优点。其提供胜于现有技术的其它替代配方的显著优点。
66.如上所述，与已知用于增加液体、优选地水的密度的其它组成物不同，本组成物、特别是本水性液体一点都不展现对人类健康的任何有害影响。
67.此外，由于在特定组成物中存在盐，因此可以避免微生物或者其它污染物质或组分在其中的形成。这提供额外优点，因为因此避免使用化学去污剂，化学去污剂通常带来使用其的水污染的问题。由于特定组成物、特别是水性液体中包括的成分，其特别适于经受低温（例如，-10
º
c和-28
º
c之间的温度），而不冻结。
68.示例：根据本发明的水性液体的制备为了展现本发明的优点，制备六个水性液体示例。
69.示例1：组分组分的量[重量%]柠檬酸钾(cas6100-05-6)62单丙二醇(cas57-55-6)5去离子水(cas7732-18-5)30腐蚀抑制剂的混合物3向所述量的去离子水添加所述组分以产生根据本发明的水性液体。在室温(25
º
c)下通过搅拌来混合所述水性液体，直到获得均匀混合物。
[0070]
在20
°
c的温度下使用质子密度计(1.500
ꢀ–ꢀ
1.600 s. g.)测量水性液体的密度以得到1.512 kg/l的实验密度。
[0071]
示例2：组分组分的量[重量%]柠檬酸钾(cas6100-05-6)66单丙二醇(cas57-55-6)1去离子水(cas7732-18-5)33腐蚀抑制剂-如示例1中详述那样制备水性液体。
[0072]
在20
°
c的温度下使用质子密度计(1.500
ꢀ–ꢀ
1.600 s. g.)测量水性液体的密度以得到1.536 kg/l的实验密度。
[0073]
示例3：组分组分的量[重量%]柠檬酸钾(cas6100-05-6)50柠檬酸钠(cas6132-04-3)7单乙二醇(cas107-21-1)30单丙二醇(cas57-55-6)7去离子水(cas7732-18-5)3腐蚀抑制剂的混合物3如示例1中详述那样制备水性液体。
[0074]
在20
°
c的温度下使用质子密度计(1.400
ꢀ–ꢀ
1.500 s. g.)测量水性液体的密度以
得到1.437 kg/l的实验密度。
[0075]
示例4：组分组分的量[重量%]柠檬酸钾(cas6100-05-6)50柠檬酸钠(cas6132-04-3)-单乙二醇(cas107-21-1)13单丙二醇(cas57-55-6)-去离子水(cas7732-18-5)35腐蚀抑制剂的混合物1.9杀生物剂0.1染料0.0005如示例1中详述那样制备水性液体。
[0076]
在20
°
c的温度下使用质子密度计(1.400
ꢀ–ꢀ
1.500 s. g.)测量水性液体的密度以得到1.420 kg/l的实验密度。
[0077]
示例5：组分组分的量[重量%]柠檬酸钾(cas6100-05-6)55柠檬酸钠(cas6132-04-3)-单乙二醇(cas107-21-1)-单丙二醇(cas57-55-6)9去离子水(cas7732-18-5)35腐蚀抑制剂的混合物1杀生物剂-染料0.0005如示例1中详述那样制备水性液体。
[0078]
在20
°
c的温度下使用质子密度计(1.400
ꢀ–ꢀ
1.500 s. g.)测量水性液体的密度以得到1.462 kg/l的实验密度。
[0079]
示例6：组分组分的量[重量%]柠檬酸钾(cas6100-05-6)60柠檬酸钠(cas6132-04-3)-单乙二醇(cas107-21-1)-单丙二醇(cas57-55-6)-去离子水(cas7732-18-5)39.8腐蚀抑制剂的混合物-杀生物剂0.2染料-如示例1中详述那样制备水性液体。
[0080]
在20
°
c的温度下使用质子密度计(1.400
ꢀ–ꢀ
1.500 s. g.)测量水性液体的密度以
得到1.495 kg/l的实验密度。
[0081]
在-10
º
c和-28
º
c之间的低温下未观察到根据示例1至示例6制备的水性液体的冻结。
[0082]
对于上文绘示的示例1、示例3、示例4和示例5，腐蚀抑制剂选自碳酸盐、硼酸盐、钼酸盐、硝酸盐、硅酸盐、胺、磺酸盐和/或唑的群组。
[0083]
根据示例1至示例6的水性液体在风力涡轮机中成功地实现成用于缓冲位于陆地或海上的风力涡轮机中风的变化，并且甚至示出为缓冲海浪。
[0084]
在下文中，将借助于示例性且非常示意性的附图解释风力涡轮机中的阻尼器的一般设置。
附图说明
[0085]
图1示出带有塔架阻尼器的风力涡轮机。
具体实施方式
[0086]
图1示出风力涡轮机10，其包括带有基部113和顶部114的塔架11。机舱12放置在塔架11的顶部114处。机舱12容纳风力涡轮机10的发电机（未示出）和转子（未示出）。毂部14安装在机舱12的一侧处。毂部14被安装成可相对于机舱12旋转。毂部14设置有三个转子叶片15，其中的两个示出在图1中。风力涡轮机10可以是不带齿轮箱的直驱式风力涡轮机或带有齿轮箱的齿轮传动风力涡轮机。
[0087]
塔架11的高度示例性地超过七十米。因此，设置连接塔架10的基部113和塔架10的顶部114的电梯13很方便。电梯13基本上用于需要接近机舱12、毂部14或转子叶片15的服务人员。可替代地，也可以在塔架11的内部安装楼梯或梯子。电梯13需要和占据的空间称为电梯13的空间16。具有环面形状的阻尼器20靠近于塔架11的顶部114定位。各种其它形状的阻尼器（例如立方体或圆柱形形状）也是可能的。阻尼器20包括容器40，容器40填充有根据本发明的水性液体30。阻尼器20靠近于电梯13的空间16放置。
[0088]
阻尼器20的目的是减弱（即，减少）塔架11的移动。这些移动可以是在垂直于塔架11的平面中的线性移动或者圆形或椭圆形移动。所述移动可以是振荡移动。由于水性液体30的质量，抵抗塔架11的移动作用的力减弱此移动。阻尼器20包括如在以上本发明的描述中描述的水性液体30。