JP2000337245A - 風力発電装置 - Google Patents
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Abstract
修理特性と監視特性に優れた風力発電装置を提供する。 【解決手段】 風力発電装置はローターを備えてい
て、該ローターのローター・ノーズ(3)はローター担
体(4)上に配置されたローラー・ベヤリング(3)に
支承されていて、駆動段(9)と被駆動段(10)を備
えた2段の遊星歯車式動力伝導装置と接続されている。
遊星歯車式動力伝導装置の出力軸は、カップリングを介
して発電機(11)に連結されている。ローラー・ベヤ
リング(3)の内レース(7)は、ローター・ノーズ
(1)と遊星歯車式動力伝導装置の回転状態にある部分
と解除可能に接続されている。発電機(11)のハウジ
ングは、駆動ストラング・モジュールに解除可能に連接
された遊星歯車式動力伝導装置の固定部分と接続されて
おり、該遊星歯車式動力伝導装置の固定部分はローター
担体(4)上に支持されていて、遊星歯車式動力伝導装
置の固定部分はローター担体(4)上に支持されてい
て、風力発電装置全体との連結状態から動力学的に解除
される。
Description
の請求1の前文に記載されている特徴を備えた風力発電
装置に関する。
コロギー面での要求と経済面での要求は、年々高まりつ
つある。コンパクトで軽量である構成態様のほか、経済
的に風力発電装置を設置することや修理すること、監視
することが経済の観点に立って求められている。特に、
海岸から離れた領域では、例えば、舶用クレーンまたは
持ち上げ用のねじ機構が使用されるので、風力発電装置
を設置するにあたっては非常にコストがかさむことにな
る。そのほか、海岸から離れた位置にある風力発電装置
の場合、エコロジー面の理由から騒音の発生することを
最小限に押さえなければならない。このためには、個々
の構成要素を完全に連結状態から解除することができる
ことが要求されている。
39号参照)の駆動ストラング(Antriebsst
rang)は、ローター・ノーズを備えたローター・ブ
レイドと、ローターのための軸受を備えたローター・シ
ャフトと、多段の遊星歯車式平歯車動力伝導装置と、機
械的な制動装置と、カップリングと、発電機とから構成
されている。ローター・ブレイドは,ローター・ノーズ
と接続されていて、ローター・シャフトを駆動してい
る。このローター・シャフトは、マシーン・フレームを
介してアジムス・ベヤリング(Azimutlage
r)と接続されている大きなローラー・ベヤリングの中
に収容されている。この構成によれば、ローターに作用
する風の力は塔体に伝達される。この軸承方式の場合、
ローターと動力伝導装置との間にシャフトのための区画
を用意することが必要である。さらに、第2のローター
・シャフト・ベヤリングが動力伝導装置の中に配置され
ていて、該動力伝導装置の第2のローター・シャフト・
ベヤリングの駆動側の中空のシャフトは、焼き嵌めされ
たディスクを介してローター・シャフトと接続されてい
る。必要な場合、動力伝導装置は、ダブル・アーム式の
回転モーメント支持部を介してマシーン・フレーム上に
支承されることになる。動力伝導装置の高速で回転する
被駆動シャフトは、ダブル・アーム式のカップリングを
介してマシーン・ケーシングの中でフレームの上に設け
られている発電機の高速で回転するシャフトと接続され
ている。さらに、制動装置が、発電機と動力伝導装置と
の間に付加的に取り付けられている。この公知の風力発
電装置は、比較的広いスペースを必要とするので、出力
性能の面で制約を受けることになる。その他、従来の風
力発電装置を設置するにあたっては、高い据え付け費用
と解体費用が必要である。
で、据え付け特性と補修特性と監視特性に優れた風力発
電装置を提供することである。
項に記載されている特徴を備えた風力発電装置が本発明
に従って提供されたのである。本発明の有利な実施態様
については請求項2より7までを参照されたい。
ング・モジュール(Triebstrangmodu
l)に組み立てるとともに、この駆動ストラング・モジ
ュールとローター・ノーズ(Rotornabe)を特
別なやり方で接続することにより、構成要素を簡単なや
り方でかつ短時間のうちにあらかじめ据え付けられてい
るローター担体に取り付けることができる。その他、こ
の構成によれば、駆動ストラング・モジュールをロータ
ー担体との連結状態から解除することができる。ロータ
ー・ノーズとローラー・ベヤリングとローター担体によ
り生じた力とモーメントと変形の状態部に作用して力と
モーメントと変形状態が動力伝導装置と発電機にはなん
ら不利な影響を及ぼすことはない。
図解した添付図面を参照しながら本発明を詳細に説明す
る。
ブレイドを収容するために使用される収容開口を備えた
ローター・ノーズ1が図1に示されいる。ローター・ノ
ーズ1は、半径方向に延在しているガイドを備えたアキ
シヤル・ベヤリングとして設計されている公知の大きな
ローラー・ベヤリング3の中に軸支されている。このロ
ーラー・ベヤリング3は、アジマス・ベヤリング5(A
zimutlager)を介して塔体(図示せず)と接
続されているローター担体4に固定されている。ロータ
ー・ブレイドに作用する風の力は、ローラー担体4とア
ジマス・ベヤリングを使用する上記のやり方で塔体に直
接導き伝えられる。アジマス・ベヤリング5は、風力発
電装置が風を後ろに導く働きをするアジムス駆動装置
(Azimutantrieb)に係着されている。
る外レース6と回転状態にある内レース7を備えてい
る。外レース6は、ローター担体4と固定状態に接続さ
れている。ローター・ノーズ1は内レース7にねじ止め
されている。さらに、内レース7は、振動を吸収する働
きをするトウピン(Mitnamebolzen)8を
収容するために使用される多数の穴を備えている。
動段10を備えた2段式遊星歯車伝導装置として設計さ
れている動力伝導装置を備えている。この種の遊星歯車
伝導装置は一般に広く知られているので、本発明を理解
するために必要と思われる程度にしか図面には示されて
いない。遊星歯車動力伝導装置は、太陽歯車と、遊星歯
車担体に軸支される遊星歯車ピニオンと、内ば歯車とを
各段に備えていて、これらの歯車は互いに噛み合ってい
る。駆動段9の太陽歯車12は、被駆動段10の遊星歯
車担体と接続されている。被駆動段10の太陽歯車12
のシャフトは、動力伝導装置の被駆動シャフトの働きを
している。また、被駆動段10の太陽歯車12のシャフ
トは、カップリングを介して発電機11のシャフトと接
続されている。
トウピン8を介して駆動段9の内ば歯車13と接続され
ている。これにより、ローターから取り出された出力は
遊星歯車式動力伝導装置に導かれる。駆動段9の内ば歯
車13は、遊星歯車式動力伝導装置の回転状態にある動
力伝導装置ケーシングに取り付けられた被駆動段10の
内ば歯車14と接続されている。動力伝導装置ケーシン
グ15は、駆動段9の中空の歯車13をローラー・ベヤ
リング3の内レース7と接続することによりローター・
ノーズ1と同様に風力発電装置のローラー・ベヤリング
3支承されている。駆動段9の遊星歯車担体16は、ロ
ーター担体4上に支持されていて、回転モーメント支持
部として構成されている。さらに、遊星歯車担体16
は、遊星歯車式動力伝導装置から生じた反動モーメント
をローター担体4に導く働きをしている。
星歯車担体16にねじ止めされているので、遊星歯車式
動力伝導装置と発電機11は駆動ストラング・モジュー
ルに接続されることになる。この駆動ストラング・モジ
ュールは振動緩衝装置17を介してローター担体4と接
続されている。このローター担体4は、固定レール18
を備えていて、この固定レール18を介して駆動ストラ
ング・モジュールは摺動することができる。ローラー・
ベヤリング3の内レース7の中でトウピン8を介してロ
ーター・ノーズ1を遊星歯車式動力伝導装置に接続する
ともに、遊星歯車式動力伝導装置と発電機11を振動緩
衝装置17を介してローター担体4に接続することによ
り、駆動ストラング・モジュールと風力発電装置とは完
全に動力学的な連結状態から開放されることになる。こ
のようにすれば、駆動ストラング・モジュールをより小
さく設計することができるので、風力発電装置の重量を
大幅に減らすことができる。
レール18とローラー・ベヤリング3を備えたローター
担体4ならびにローラー・ノーズ1とより成るローター
担体ユニットが組み立てられて設置される。ローター担
体ユニットを組み立てて据え付けた後、ローター・ノー
ズ1を開放することによりローター担体4上に組み立て
られて据え付けられたクレーンを介してローター・ブレ
イドが高い位置に持ち上げられて取り付けが行われる。
さらに、前記のクレーンを介して遊星歯車式動力伝導装
置と発電機11とより成る前記駆動ストラング・モジュ
ールがローター担体4から高く持ち上げられる。補修ま
たは点検のため、前記駆動ストラング・モジュールは固
定レール18を介してローター・ノーズ1から移動させ
られ、クレーンを使用して分解される。風力発電装置を
モジュール・ベースで組み立てることにより、遊星歯車
式動力伝導装置と遊星歯車式動力伝導装置の構成グルー
プと発電機11は、必要な場合、組み立てて据え付けら
れたクレーンをしっかり支持した状態で塔体から引き外
され新品と交換される。陸から離れた領域では、上述の
ように風力発電装置をモジュール・ベースで組み立てを
行うことにより、据え付けるために必要なコストを大幅
に減らすことができる。そのほか、損傷が生じた場合
は、前記駆動ストラング・モジュールを新しいものと交
換することにより、風力発電装置の休止時間を大幅に短
縮することができる。
断した断面図を示すとともに、風力発電装置を手前の方
から部分的に目視した斜視図を示している。
部を目視した拡大された状態の斜視図である。
部を目視した拡大された状態の斜視図である。
解した斜視図である。
た斜視図である。
動ストラング・モジュールを図解した斜視図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 ローター・ノーズ(1)が、ローター担
体(4)に配置されたローラー・ベヤリング(3)に支
承されていて、駆動段(9)と被駆動段(10)を備え
た2段の遊星歯車式動力伝導装置と接続されているとと
もに、出力シャフトがカップリングを介して発電機(1
1)に連結されるよう構成されたローターを備えた風力
発電装置において、ローラー・ベヤリング(3)の内レ
ース(7)が前記ローター・ノーズと共に前記遊星歯車
式動力伝導装置の回転部分と取り外し可能に接続されて
いることと、遊星歯車式動力伝導装置を備えた発電機
(11)のハウジングが、駆動ストラング・モジュール
に解除可能な状態に接続されていることと、該駆動スト
ラング・モジュールが、ローター担体(4)上に支持さ
れていて、装置全体から動力学的に連結状態から解除さ
れるようになっていることとを特徴とする風力発電装
置。 - 【請求項2】 ローラー・ベヤリング(3)の内レース
(7)が、トウピン(8)を介して遊星歯車式動力伝導
装置の駆動段(9)の内ば歯車(13)と接続されてい
ることを特徴とする請求項1記載の風力発電装置。 - 【請求項3】 トウピン(8)が、振動を減衰させるる
ことができるよう設計されていることを特徴とする請求
項2記載の風力発電装置。 - 【請求項4】 駆動段(9)の内ば歯車(13)と被駆
動段(10)の中空の歯車(14)が、ローラー・ベヤ
リング(3)に軸支されている回転状態の動力伝導装置
ケーシング(15)に接続されていることを特徴とする
請求項1より3までのいずれか1項記載の風力発電装
置。 - 【請求項5】 駆動段(9)の遊星歯車担体(16)
が、ローター担体(4)上に支持されていることを特徴
とする請求項1より4までのいずれか1項記載の風力発
電装置。 - 【請求項6】 駆動段(9)の遊星歯車担体(16)
が、回転モーメントを支持する部材として構成されてい
ることを特徴とする請求項5記載の風力発電装置。 - 【請求項7】 駆動ストラング・モジュールが、振動減
衰装置(17)を介してローター担体(4)上に支持さ
れていることを特徴とする請求項1より6までのいずれ
か1項記載の風力発電装置。
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