KR101021453B1 - Wind power generator - Google Patents

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KR101021453B1
KR101021453B1 KR1020107008691A KR20107008691A KR101021453B1 KR 101021453 B1 KR101021453 B1 KR 101021453B1 KR 1020107008691 A KR1020107008691 A KR 1020107008691A KR 20107008691 A KR20107008691 A KR 20107008691A KR 101021453 B1 KR101021453 B1 KR 101021453B1
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seal
rotor head
windmill
wheel bearing
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KR1020107008691A
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Inventor
요시히로 후지오카
아츠시 이마나가
Original Assignee
미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

풍차 날개의 날개 선회륜 베어링 (10) 에 형성되어 있는 오일 시일 구조를 개선하여, 윤활유의 외부로의 누출을 방지 또는 억제한 풍력 발전 장치를 제공한다. 풍차 날개에 풍력을 받아 회전하는 로터 헤드가 나셀의 내부에 설치된 발전기를 구동시켜 발전하고, 나셀이 기초 상에 세워져 설치된 타워의 상단부에 요 선회할 수 있도록 설치됨과 함께, 풍차 날개와 로터 사이에 설치된 날개 선회륜 베어링 (10) 을 통하여 상기 풍차 날개의 피치각을 조정할 수 있도록 하는 피치 제어 기구를 구비하고 있는 풍력 발전 장치에 있어서, 날개 선회륜 베어링 (10) 의 외륜 (11) 및 내륜 (12) 이 전동체 (13) 를 개재시켜 대향하는 전동체 유지면 (11a, 12a) 의 양 단부에 시일 기구 (14, 20) 를 장착하고, 시일 기구 (14, 20) 의 날개측이, 시일 부재 (21, 22) 사이에 공간부 (23) 를 형성하며 날개 축선 방향으로 배치된 이중 시일 구조로 되고, 공간부 (23) 에 가압 유체를 공급하여 시일 부재 (21, 22) 의 립을 상대측 벽면에 가압하도록 구성하였다.The oil seal structure formed in the blade turning wheel bearing 10 of the windmill blade is improved to provide a wind power generation device which prevents or suppresses leakage of lubricating oil to the outside. The rotor head, which receives the wind from the windmill and rotates it, generates power by driving a generator installed inside the nacelle. In the wind turbine generator having a pitch control mechanism for adjusting the pitch angle of the windmill blade via the blade slewing ring bearing 10, the outer ring 11 and the inner ring 12 of the blade slewing ring bearing 10 are provided. The sealing mechanisms 14 and 20 are attached to both ends of the rolling element holding surfaces 11a and 12a which face through this rolling element 13, and the wing side of the sealing mechanisms 14 and 20 is a sealing member ( The space 23 is formed between the 21 and 22, and the double seal structure is arranged in the direction of the wing axis. The pressurized fluid is supplied to the space 23 so that the ribs of the seal members 21 and 22 are formed on the opposite wall surface. It was configured to pressurize.

Description

풍력 발전 장치 {WIND POWER GENERATOR}Wind Power Generators {WIND POWER GENERATOR}

본 발명은, 풍차 날개의 피치 각도를 가변으로 하는 피치 제어 기구를 구비한 풍력 발전 장치에 관한 것으로, 특히 풍차 날개의 날개 선회륜 (旋回輪) 베어링에 형성되어 있는 오일 시일 구조를 개선한 풍력 발전 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wind turbine generator having a pitch control mechanism for varying the pitch angle of a windmill vane, and more particularly to a wind turbine with an improved oil seal structure formed on a vane wheel bearing of a windmill vane. Relates to a device.

풍력 발전 장치는, 풍차 날개를 구비한 로터 헤드가 풍력을 받아 회전하고, 이 회전을 증속기에 의해 증속시키거나 하여 구동되는 발전기에 의해 발전하는 장치이다.The wind power generator is a device in which a rotor head having windmill vanes rotates in response to wind power, and is generated by a generator driven by increasing the rotation by a speed increaser.

상기 서술한 로터 헤드는, 풍차용 타워 (이하,「타워」라고 한다) 상에 설치되며 요 선회 가능한 나셀의 단부 (端部) 에 장착되고, 거의 수평한 횡방향의 회전 축선 둘레를 회전할 수 있게 되도록 지지되어 있다.The rotor head described above is mounted on the windmill tower (hereinafter referred to as "tower") and is mounted on the end portion of the nacelle that can be pivoted, and can rotate around an almost horizontal horizontal axis of rotation. To be supported.

통상적인 풍력 발전 장치는, 풍속에 따라 풍차 날개의 피치각을 변화시키는 피치 제어 장치를 구비하고 있다. 이 피치 제어 장치는, 풍속에 따라 각 풍차 날개를 최적의 피치각으로 설정하여, 로터 헤드의 회전 속도를 제어하기 위한 장치이다.The conventional wind power generator is provided with the pitch control apparatus which changes the pitch angle of a windmill vane according to wind speed. This pitch control device is a device for controlling the rotational speed of the rotor head by setting each windmill vane to an optimum pitch angle in accordance with the wind speed.

상기 서술한 피치 제어 장치에 의해 풍차 날개의 피치각을 조정할 수 있도록 하기 위해, 풍차 날개를 로터 헤드에 대하여 회전 운동할 수 있도록 지지하는 날개 선회륜 베어링이 사용되고 있다. 이 날개 선회륜 베어링에는, 내륜과 외륜 사이에 전동체 (볼 베어링이나 롤러 등) 를 배치 형성한 구름 베어링이 채용되고 있다.In order to be able to adjust the pitch angle of a windmill vane by the pitch control apparatus mentioned above, the blade turning wheel bearing which supports the windmill vane so that rotation movement with respect to a rotor head is used. The rolling bearing which arrange | positioned the rolling element (ball bearing, roller, etc.) between the inner ring and outer ring is employ | adopted as this vane slewing wheel bearing.

상기 서술한 날개 선회륜 베어링에는, 베어링 슬라이딩부의 윤활을 실시하는 윤활유 (그리스) 의 누출을 방지하기 위해, 베어링을 구성하는 내륜과 외륜의 접합면 양 단부에 오일 시일이 형성되어 있다. 즉, 전동체를 협지하는 전동체 유지면 (내륜의 외주면 및 외륜의 내주면) 이 소정의 간극을 형성하며 대향하고 있는 접합면은, 외륜 및 내륜의 양 단부측으로 개구되는 간극 출구가 오일 시일에 의해 밀봉되어 있다.In the above-described wing slewing wheel bearing, oil seals are formed at both ends of the joint surface of the inner ring and the outer ring constituting the bearing in order to prevent leakage of lubricating oil (grease) for lubricating the bearing sliding portion. That is, the joining surface which the rolling element holding surface (outer peripheral surface of inner ring and inner peripheral surface of outer ring) which hold | maintains a rolling element forms a predetermined clearance gap, and opposes the joining surface which the gap exit opening to both ends of an outer ring and an inner ring by oil seal is carried out. It is sealed.

또, 하기의 특허문헌 1 에는, 그리스 윤활된 구름 베어링의 베어링 상자 내에 물이나 이물질이 침입하는 것을 방지하기 위해, 라비린스 시일 구조를 채용하는 것이 개시되어 있다.In addition, Patent Literature 1 below discloses the use of a labyrinth seal structure in order to prevent water or foreign matter from entering the bearing box of a grease-lubricated rolling bearing.

일본 공개특허공보 2006-105297호Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-105297

그런데, 종래의 풍력 발전 장치에 있어서, 상기 서술한 날개 선회륜 베어링의 오일 시일은, 외륜 및 내륜의 접합면 양단 (兩端) 이 동일한 형상 (구조) 으로 되어 있다. 이 때문에, 로터 헤드의 회전에 의해 원심력이 작용하면, 날개측의 오일 시일에서 풍차 날개의 외부를 향하여 윤활유가 누출되기 쉬운 상황이 된다.By the way, in the conventional wind turbine generator, the oil seal of the above-mentioned rotor wheel bearing has the same shape (structure) of the both ends of the joint surface of an outer ring and an inner ring. For this reason, when centrifugal force acts by rotation of a rotor head, it will become a situation that lubricating oil will leak easily toward the exterior of a windmill blade from the oil seal of a wing side.

즉, 풍차 날개의 축 방향에 있어서 날개 선단측에 있는 날개측의 오일 시일에서는, 로터 헤드의 회전에 의해 날개 선회륜 베어링의 내부로부터 외측을 향한 원심력이 작용하므로, 충분한 시일 기능이 없으면 날개 선회륜 베어링 내의 윤활유는 원심력을 받아 베어링의 외부로 누출되기 쉬운 상황에 있다.That is, in the oil seal on the wing side at the wing tip side in the axial direction of the windmill blade, the centrifugal force from the inside of the blade wheel bearing to the outside acts by the rotation of the rotor head. The lubricant in the bearing is in a situation where it is likely to leak out of the bearing under centrifugal force.

또한, 로터 헤드 내측 (풍차 날개의 축 방향에 있어서 로터 헤드측) 이 되는 오일 시일에 있어서는, 로터 헤드의 회전에 의해 날개 선회륜 베어링 내부의 전동체 방향으로 원심력이 작용하므로, 윤활유는 풍차 날개의 외부로 잘 누출되지 않는 상황에 있다.In addition, in the oil seal inside the rotor head (the rotor head side in the axial direction of the windmill vane), the centrifugal force acts toward the rolling element inside the vane wheel bearing by the rotation of the rotor head. The situation is not leaking well to the outside.

이와 같은 배경에서, 풍력 발전 장치의 날개 선회륜 베어링에 있어서는, 로터 헤드의 회전에 의해 발생하는 원심력의 영향으로 외부로 윤활유가 누출되지 않도록, 오일 시일 구조를 개선하는 것이 요망된다.In such a background, it is desired to improve the oil seal structure so that the lubricating oil does not leak to the outside under the influence of the centrifugal force generated by the rotation of the rotor head in the blade turning wheel bearing of the wind turbine generator.

본 발명은, 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 풍차 날개의 날개 선회륜 베어링에 형성되어 있는 오일 시일 구조를 개선하여, 윤활유의 외부로의 누출을 방지 또는 억제한 풍력 발전 장치를 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to improve the oil seal structure formed on the vane wheel bearing of a windmill vane, and to prevent or suppress leakage of lubricating oil to the outside. It is to provide a power generation device.

본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해 하기의 수단을 채용하였다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM This invention employ | adopted the following means in order to solve the said subject.

본 발명의 풍력 발전 장치는, 풍차 날개에 풍력을 받아 회전하는 로터 헤드가 나셀의 내부에 설치된 발전기를 구동시켜 발전하고, 상기 나셀이 기초 상에 세워져 설치된 타워의 상단부에 요 (yaw) 선회할 수 있도록 설치됨과 함께, 상기 풍차 날개와 상기 로터 사이에 설치된 날개 선회륜 베어링을 통하여 상기 풍차 날개의 피치각을 조정할 수 있도록 하는 피치 제어 기구를 구비하고 있는 풍력 발전 장치에 있어서, 상기 날개 선회륜 베어링의 외륜 및 내륜이 전동체를 개재시켜 대향하는 전동체 유지면의 양 단부에 시일 기구를 장착하고, 상기 시일 기구의 날개측이, 시일 부재 사이에 공간부를 형성하며 날개 축선 방향으로 배치된 이중 시일 구조로 되고, 상기 공간부에 가압 유체를 공급하여 상기 시일 부재의 립을 상대측 벽면에 가압하도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.In the wind turbine generator of the present invention, a rotor head which rotates in response to wind power on a windmill blade drives a generator installed inside a nacelle to generate power, and the nacelle can pivot on an upper end of a tower installed on a foundation. And a pitch control mechanism for adjusting a pitch angle of the windmill vane through a blade pivot ring bearing provided between the windmill vane and the rotor. A double seal structure in which outer and inner rings are provided with sealing mechanisms at both ends of the rolling element holding surface facing each other via the rolling elements, and the wing side of the sealing mechanism forms a space between the sealing members and is disposed in the wing axis direction. Configured to pressurize the lip of the seal member to the mating wall surface by supplying a pressurized fluid to the space part. It is characterized.

이와 같은 풍력 발전 장치에 의하면, 날개 선회륜 베어링의 외륜 및 내륜이 전동체를 개재시켜 대향하는 전동체 유지면의 양 단부에 시일 기구를 장착하고, 시일 기구의 날개측이, 시일 부재 사이에 공간부를 형성하며 날개 축선 방향으로 배치된 이중 시일 구조로 되고, 공간부에 가압 유체를 공급하여 시일 부재의 립을 상대측 벽면에 가압하도록 구성하였으므로, 전동체측에서 외부로 향하는 방향 및 외부에서 공간부로 향하는 방향의 양 방향에 강고한 시일 구조를 형성할 수 있다.According to such a wind power generator, the seal mechanism is attached to both ends of the rolling element holding surface which the outer ring and the inner ring of the blade turning wheel bearing face via the rolling element, and the wing side of the sealing mechanism is spaced between the sealing members. A double seal structure is formed in the wing axis direction, and is configured to pressurize the lip of the seal member to the mating wall surface by supplying a pressurized fluid to the space. A strong seal structure can be formed in both directions.

여기서, 시일 기구의 날개측이란, 로터 헤드에 대하여 풍차 날개를 자유롭게 회전 운동할 수 있도록 지지하여 피치각을 조정할 수 있도록 하고 있는 날개 선회륜 베어링에 있어서, 풍차 날개 선단측 (외측) 이 되는 접합면 단부를 말한다. 따라서, 날개측과 반대측인 접합면 단부는 로터 헤드 내측이 되고, 이 로터 헤드 내측은, 로터 헤드에 대하여 풍차 날개를 자유롭게 회전 운동할 수 있도록 지지하여 피치각을 조정할 수 있도록 하고 있는 날개 선회륜 베어링에 있어서, 로터 헤드의 회전 중심축측 (내측) 을 말한다.Here, the wing side of the seal mechanism is the joint surface which becomes the windmill blade front end side (outer side) in the wing slewing wheel bearing which supports the windmill blade | wing so that rotational movement can be made freely with respect to a rotor head, and can adjust a pitch angle. Say the end. Therefore, the edge of the joining surface opposite to the wing side is inside the rotor head, and the inside of the rotor head supports the rotor wheel bearing so as to adjust the pitch angle by freely rotating the windmill blade with respect to the rotor head. In the present invention, the rotation center axis side (inner side) of the rotor head is referred to.

상기의 발명에 있어서, 상기 가압 유체는, 상기 로터 헤드 내에 설치된 전용의 압축기로부터 공급되는 압축 공기인 것이 바람직하고, 이로써, 항상 압축 유체를 안정적으로 공급할 수 있게 된다.In the above invention, the pressurized fluid is preferably compressed air supplied from a dedicated compressor provided in the rotor head, whereby the compressed fluid can be stably supplied at all times.

상기의 발명에 있어서, 상기 가압 유체는, 상기 로터 헤드 내에 설치된 가압 탱크에 축압 (畜壓) 되어 있는 압축 공기인 것이 바람직하고, 이로써, 풍력 발전 장치에 의해 발전된 전력을 소비하지 않고 압축 유체를 안정적으로 공급할 수 있다. 이 경우, 예를 들어 정기 점검시 등에 외부로부터 압축기를 접속시켜, 가압 탱크 내에 압축 유체를 축압시키면 된다.In the above invention, the pressurized fluid is preferably compressed air accumulated in a pressurized tank provided in the rotor head, thereby stably compressing the fluid without consuming power generated by the wind turbine. Can be supplied by In this case, the compressor may be connected to the outside from the outside at the time of periodical inspection, for example, to compress the compressed fluid in the pressurized tank.

상기 서술한 본 발명에 의하면, 날개 선회륜 베어링의 전동체 유지면에 있어서 날개측에 장착되는 시일 기구가, 시일 부재 사이에 공간부를 형성하며 날개 축선 방향으로 배치된 이중 시일 구조로 되고, 시일 부재 사이의 공간부에 가압 유체를 공급하여 시일 부재의 립을 상대측 벽면에 가압하도록 구성하였으므로, 전동체측에서 외부로 향하는 방향 (베어링 내의 윤활유가 원심력으로 외부로 유출되는 방향) 및 외부에서 공간부로 향하는 방향 (베어링 내에 빗물 등이 침입하는 방향) 의 양 방향에 있어서 강고한 시일 구조를 형성할 수 있다.According to the present invention described above, the sealing mechanism mounted on the wing side on the rolling element holding surface of the blade turning wheel bearing has a double seal structure arranged in the wing axis direction with a space formed between the sealing members. Since the pressurized fluid was supplied to the space between the parts, the lip of the seal member was pressurized to the mating wall surface. Therefore, the direction from the rolling element side to the outside (the direction in which the lubricating oil in the bearing flowed out to the outside by centrifugal force) and from the outside to the space portion A strong seal structure can be formed in both directions of the direction (direction in which rainwater enters into the bearing).

그 결과, 풍력 발전 장치의 운전시에 원심력을 받아도, 베어링 내의 윤활유가 외부로 유출되는 것을 방지하는 강고한 시일을 형성하고, 동시에 빗물 등이 베어링 내로 침입하는 것을 방지하는 강고한 시일을 형성하므로, 베어링 내의 윤활유가 날개측의 시일 부재에서 외부로 누출되는 것을 방지 또는 억제할 수 있다.As a result, even when subjected to centrifugal force during operation of the wind turbine, a firm seal is formed to prevent the lubricating oil in the bearing from leaking to the outside, and at the same time, a firm seal is formed to prevent rainwater or the like from entering the bearing. The lubricant in the bearing can be prevented or suppressed from leaking outward from the seal member on the wing side.

따라서, 풍차 날개의 날개 선회륜 베어링에 형성되어 있는 오일 시일 구조를 개선하여, 날개 선회륜 베어링에서 외부로 누출되는 윤활유량을 최소한으로 억제함으로써, 신뢰성이나 내구성이 높은 풍력 발전 장치를 제공할 수 있다.Therefore, by improving the oil seal structure formed on the blade turning wheel bearing of the windmill vane, and minimizing the amount of lubricating oil leaking outward from the blade turning wheel bearing, it is possible to provide a wind turbine generator with high reliability and durability. .

도 1 은 본 발명에 관련된 풍력 발전 장치의 일 실시형태로서, 날개 선회륜 베어링의 오일 시일 구조를 나타내는 요부의 단면도이다.
도 2 는 로터 헤드에 대하여 풍차 날개의 피치각을 변경할 수 있도록 지지하고 있는 날개 선회륜 베어링에 대해, 로터 헤드 및 풍차 날개와의 위치 관계를 나타내는 요부의 단면도이다.
도 3 은 풍력 발전 장치의 개요를 나타내는 측면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing of the principal part which shows the oil seal structure of the blade wheel bearing as one Embodiment of the wind power generator which concerns on this invention.
Fig. 2 is a cross-sectional view of the main portion showing the positional relationship between the rotor head and the windmill blade with respect to the rotor wheel bearing supported so that the pitch angle of the windmill blade can be changed with respect to the rotor head.
3 is a side view showing an outline of a wind turbine generator.

이하, 본 발명에 관련된 풍력 발전 장치에 대해 그 일 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one Embodiment is described based on drawing about the wind power generator which concerns on this invention.

도 3 에 나타내는 풍력 발전 장치 (1) 는, 기초 (B) 상에 세워져 설치되는 풍차용 타워 (이하에서는 「타워」라고 한다) (2) 와, 타워 (2) 의 상단에 설치되는 나셀 (3) 과, 거의 수평한 횡방향의 회전 축선 둘레를 회전할 수 있도록 지지되고 나셀 (3) 의 전단부 (前端部) 측에 설치되는 로터 헤드 (4) 를 갖고 있다.The wind power generator 1 shown in FIG. 3 is a tower for windmills (hereinafter referred to as a "tower") 2 which is built up and installed on a foundation B, and a nacelle 3 provided at an upper end of the tower 2. ) And a rotor head 4 which is supported so as to be able to rotate around a substantially horizontal horizontal axis of rotation and is provided on the front end side of the nacelle 3.

로터 헤드 (4) 에는, 그 회전 축선 둘레를 방사 형상으로 하여 복수 장 (예를 들어 3 장) 의 풍차 날개 (5) 가 장착되어 있다. 이로써, 로터 헤드 (4) 의 회전 축선 방향으로부터 풍차 날개 (5) 에 부딪힌 바람의 힘이, 로터 헤드 (4) 를 회전 축선 둘레를 회전시키는 동력으로 변환되도록 되어 있다.The rotor head 4 is equipped with a plurality of windmill vanes 5 (for example, three) with its rotation axis circumferentially radial. Thereby, the force of the wind which hit the windmill vane 5 from the rotation axis direction of the rotor head 4 is converted into the power which rotates the rotor head 4 around a rotation axis.

나셀 (3) 의 외주면 적소 (예를 들어 상부 등) 에는, 주변의 풍속값을 측정하는 풍속계나, 풍향을 측정하는 풍향계 등이 설치되어 있다.At the outer circumferential surface of the nacelle 3 (for example, the upper part), an anemometer for measuring the ambient wind speed value, a wind vane for measuring the wind direction, and the like are provided.

즉, 풍력 발전 장치 (1) 는, 풍차 날개 (5) 에 풍력을 받아 거의 수평한 회전 축선 둘레를 회전하는 로터 헤드 (4) 가 나셀 (3) 의 내부에 설치된 발전기 (도시 생략) 를 구동시켜 발전함과 함께, 나셀 (3) 이 기초 (B) 상에 세워져 설치된 타워 (2) 의 상단부에 설치되고 요 선회할 수 있도록 되어 있다.That is, the wind power generator 1 drives the generator (not shown) in which the rotor head 4 which receives wind power by the windmill vane 5 and rotates around a substantially horizontal rotational axis is installed inside the nacelle 3. As power is generated, the nacelle 3 is installed on the upper end of the tower 2 installed on the foundation B so as to be able to pivot.

또한, 도시하는 타워 (2) 는 강제 (鋼製) 의 모노폴식으로 되고, 복수로 분할된 타워 섹션의 플랜지 (도시 생략) 를 접속시킴으로써, 필요한 길이 (높이) 를 확보한 원통 타워가 된다.In addition, the tower 2 shown in figure becomes a monolithic monopole type, and becomes a cylindrical tower which secured the required length (height) by connecting the flange (not shown) of the tower section divided into several pieces.

또, 상기 서술한 풍력 발전 장치 (1) 는, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 풍차 날개 (5) 와 로터 헤드 (4) 사이에 설치된 날개 선회륜 베어링 (10) 을 통하여, 풍차 날개 (5) 의 피치각을 조정할 수 있도록 한 피치 제어 기구를 구비하고 있다. 이 피치 제어 기구는, 자연 현상인 바람의 상황에 따라, 즉 항상 변동하는 풍속에 따라 각 풍차 날개 (5) 의 피치각을 적절히 조정하고, 피치각을 최적값으로 설정하여 로터 헤드 (4) 의 회전 속도를 제어하기 위한 장치이다.In addition, the wind power generator 1 described above, as shown in Figs. 1 and 2, through the blade turning wheel bearing 10 provided between the windmill blade 5 and the rotor head 4, the windmill blade ( The pitch control mechanism which can adjust the pitch angle of 5) is provided. This pitch control mechanism adjusts the pitch angle of each windmill vane 5 appropriately according to the wind conditions which are natural phenomena, that is, the wind speed which always fluctuates, and sets the pitch angle to an optimum value, It is a device for controlling the rotation speed.

상기 서술한 피치 제어 장치는, 도시되지 않은 유압 기구 등을 구동원으로 하여, 풍차 날개 (5) 를 원하는 방향으로 회전 운동시켜 피치각을 조정하는 것이다. 이 때문에, 풍차 날개 (5) 는 로터 헤드 (4) 에 대하여 날개 선회륜 베어링 (10) 을 통하여 자유롭게 회전 운동할 수 있도록 지지되어 있다.The pitch control apparatus mentioned above adjusts a pitch angle by rotating the windmill blade | wing 5 in a desired direction using a hydraulic mechanism etc. which are not shown in figure as a drive source. For this reason, the windmill blade | wing 5 is supported so that the rotor head 4 may rotate freely via the blade turning wheel bearing 10. As shown in FIG.

날개 선회륜 베어링 (10) 에는, 외륜 (11) 과 내륜 (12) 사이에 볼 베어링이나 롤러 등의 전동체 (13) 를 배치한 구성의 구름 베어링이 채용되고 있다.The rolling bearing of the structure which arrange | positioned rolling elements 13, such as a ball bearing and a roller, between the outer ring 11 and the inner ring 12 is employ | adopted as the blade slewing wheel bearing 10. As shown in FIG.

도시하는 구성예에서는, 외륜 (11) 이 로터 헤드 (4) 측에 고정되고, 내륜 (12) 에 연결된 풍차 날개 (5) 가 외륜 (11) 및 로터 헤드 (4) 에 대하여 회전 운동할 수 있도록 되어 있다. 또, 내륜 (12) 및 풍차 날개 (5) 의 원활한 회전 운동을 유지하기 위해, 예를 들어 전동체 (13) 의 외주면 및 그 접촉면인 외륜 (11) 및 내륜 (12) 의 슬라이딩면 등에는, 윤활유로서 그리스가 공급되고 있다.In the structural example shown in figure, the outer ring 11 is fixed to the rotor head 4 side, and the windmill blade 5 connected to the inner ring 12 is able to rotate with respect to the outer ring 11 and the rotor head 4 so that it may rotate. It is. Moreover, in order to maintain the smooth rotational motion of the inner ring 12 and the windmill vane 5, for example, the outer circumferential surface of the rolling element 13 and the outer ring 11 and the sliding surface of the inner ring 12 which are its contact surfaces, etc., Grease is supplied as lubricating oil.

이와 같은 날개 선회륜 베어링 (10) 에 있어서, 전동체 (13) 를 개재시켜 대향하는 외륜 (11) 및 내륜 (12) 의 날개 전동체 유지면 (11a, 12a) 에는, 로터 헤드 내측 및 날개측의 양단에 천연 고무나 합성 고무 등을 성형한 시일 기구 (14, 20) 가 장착되어 있다. 또한, 날개 전동체 유지면 (11a, 12a) 은, 전동체 (13) 를 유지하는 영역 이외가 소정의 간극을 형성하며 대향하고 있다.In such a rotor wheel bearing 10, the rotor head inner side and the wing side are provided on the blade rolling element holding surfaces 11a and 12a of the outer ring 11 and the inner ring 12 which face each other via the rolling element 13. The sealing mechanisms 14 and 20 which shape | molded natural rubber, synthetic rubber, etc. are attached at both ends. In addition, the blade rolling elements holding surfaces 11a and 12a face each other with a predetermined gap except for a region for holding the rolling elements 13.

이 중, 로터 헤드 내측의 시일 기구 (14) 는, 즉 로터 헤드 (4) 의 회전 중심축 (CL) 측 (내측) 에 위치하는 시일 기구 (14) 는, 외륜 (11) 과 내륜 (12) 의 날개 전동체 유지면 (11a, 12a) 사이에 형성되는 간극의 출구 개구인 접합면 단부 개구 (15) 를 막도록 장착되어 있다. 도시하는 구성예에서는, 시일 기구 (14) 가 립 형상의 단면을 갖는 시일 부재로 되고, 그 일단 (一端) 이 지지 부재 (16) 에 의해 내륜 (12) 측의 단면 (端面) 에 고정되어 있다.Among them, the seal mechanism 14 inside the rotor head, that is, the seal mechanism 14 located on the rotation center axis CL side (inner side) of the rotor head 4, has an outer ring 11 and an inner ring 12. It is attached so that the joint surface end opening 15 which is an exit opening of the clearance gap formed between the blade rolling elements holding surfaces 11a and 12a of the edge may be closed. In the structural example shown in figure, the sealing mechanism 14 becomes a sealing member which has a lip shaped cross section, and the one end is fixed to the end surface of the inner ring 12 side by the support member 16. As shown in FIG. .

상기 서술한 시일 기구 (14) 의 타단 측에는, 유연한 립 선단부 (14a) 가 형성되어 있다. 이 립 선단부 (14a) 는, 소정 위치에서 외륜 (11) 의 날개 전동체 유지면 (11a) 에 접한 상태가 유지되도록 되어 있다. 그 결과, 로터 헤드 내측의 접합면 단부 개구 (15) 는 시일 기구 (14) 에 의해 막혀져, 날개 선회륜 베어링 (10) 의 내부 슬라이딩면에 이물질 등이 침입하는 것을 방지할 수 있다.On the other end side of the seal mechanism 14 described above, a flexible lip tip 14a is formed. The lip tip portion 14a is configured to hold the state in contact with the blade rolling element holding surface 11a of the outer ring 11 at a predetermined position. As a result, the joint surface end opening 15 inside the rotor head is blocked by the seal mechanism 14, and foreign matters and the like can be prevented from entering the inner sliding surface of the blade turning wheel bearing 10.

한편, 날개측의 시일 기구 (20) 는, 1 쌍의 시일 부재 (21, 22) 를 외륜 (11) 및 내륜 (12) 의 날개측 단부에 형성된 오목부 (17) 에 배치 형성한 것으로서, 시일 부재 (21, 22) 사이에 공간부 (23) 를 형성하며 날개 축선 방향으로 배치된 이중 시일 구조로 되어 있다. 즉, 날개 전동체 유지면 (11a, 12a) 의 날개측 단부에 형성된 오목부 (17) 에는, 로터 헤드 내측에서부터 순서대로, 내부측의 시일 부재 (이하, 「내부 시일」이라고도 한다) (21), 공간부 (23) 및 외부측의 시일 부재 (이하, 「외부 시일」이라고도 한다) (22) 가 존재한다.On the other hand, the sealing mechanism 20 on the wing side arrange | positions the pair of sealing members 21 and 22 in the recessed part 17 formed in the blade side edge part of the outer ring 11 and the inner ring 12, and is sealed. The space 23 is formed between the members 21 and 22, and it has a double seal structure arrange | positioned in the wing axis direction. That is, in the recessed part 17 formed in the blade side edge part of the blade rolling element holding surfaces 11a and 12a, the inner side sealing member (henceforth "inner seal") 21 is sequentially from the rotor head inside. And a space member 23 and a seal member (hereinafter also referred to as "outer seal") 22 on the outer side exist.

도시하는 구성예에서는, 내부 시일 (21) 및 외부 시일 (22) 이 외륜 (11) 측의 오목부 형성면 (17a) 측에 유지되고, 내부 시일 (21) 및 외부 시일 (22) 의 립 선단부 (21a, 22a) 가 내륜 (12) 측의 오목부 형성면 (17b) 에 밀착되도록 구성되어 있다. 또한, 내부 시일 (21) 및 외부 시일 (22) 의 립은, 모두 2 갈래 형상으로 된 립 선단부 (21a, 22a) 를 구비하고 있는데, 예를 들어 립 선단부를 3 이상으로 하는 등 특별히 한정되지는 않는다.In the structural example shown in figure, the inner seal 21 and the outer seal 22 are hold | maintained at the recessed part formation surface 17a side of the outer ring 11 side, and the lip tip part of the inner seal 21 and the outer seal 22 is shown. 21a and 22a are comprised so that the recessed part formation surface 17b of the inner ring 12 side may be in close contact. In addition, although the lip of the inner seal 21 and the outer seal 22 is provided with the lip tip parts 21a and 22a which are all bifurcated, for example, it does not specifically limit, for example, making the lip tip part 3 or more. Do not.

상기 서술한 공간부 (23) 에는, 압축 공기 등의 가압 유체를 공급하는 유체 공급로 (30) 가 연통되어 있다. 이 유체 공급로 (30) 는, 예를 들어 로터 헤드 (4) 의 내부에 설치된 가압 유체 공급 장치 (40) 에 접속되어 있고, 외륜 (11) 내에 형성된 유체 유로 (31) 나 외륜 (11) 의 외부에 설치된 유체 배관 (32) 등을 구비하고 있다.The fluid supply path 30 which supplies pressurized fluid, such as compressed air, is connected to the space part 23 mentioned above. This fluid supply path 30 is connected to the pressurized fluid supply device 40 provided inside the rotor head 4, for example, and has the fluid flow path 31 and the outer ring 11 formed in the outer ring 11. The fluid pipe 32 etc. which were provided in the exterior are provided.

또, 유체 공급로 (30) 가 공간부 (23) 에 연통되는 출구 개구에는, 인접하는 시일 부재 (21, 22) 사이에 가압 유체의 유로를 확실하게 확보하기 위해, 금속이나 수지 등에 의해 형성된 통 형상 출구 (33) 가 형성되어 있다.In addition, in the outlet opening in which the fluid supply passage 30 communicates with the space 23, a cylinder formed of metal, resin, or the like, in order to secure a flow path of pressurized fluid between adjacent sealing members 21, 22. The shape outlet 33 is formed.

이렇게 하여 공간부 (23) 에 공급된 가압 유체는, 공간부 (23) 측으로부터 시일 부재 (21, 22) 를 가압하므로, 립 선단부 (21a, 22a) 가 상대측 벽면의 오목부 형성면 (17b) 에 가압되도록 되어 있다. 그 결과, 내륜 (12) 측의 오목부 형성면 (17b) 에 대한 립 선단부 (21a, 22a) 의 밀착은 보다 강고하고 확실한 것이 되기 때문에, 전동체 (13) 측에서 외부로 향하는 방향이 내부 시일 (21) 에 의해 시일되고, 외부에서 공간부 (23) 로 향하는 방향이 외부 시일 (22) 에 의해 시일되므로, 양 방향에 있어서 강고한 시일 구조가 된다.In this way, since the pressurized fluid supplied to the space part 23 presses the sealing members 21 and 22 from the space part 23 side, the lip front end parts 21a and 22a make the recessed part formation surface 17b of the mating wall surface. Pressurized to. As a result, the close contact between the lip tip portions 21a and 22a to the concave portion forming surface 17b on the inner ring 12 side is stronger and more reliable, so that the direction toward the outside from the rolling element 13 side is the inner seal. Since it is sealed by 21 and the direction toward the space 23 from the outside is sealed by the outer seal 22, it becomes a strong seal structure in both directions.

또한, 외륜 (11) 의 날개측 단면 (端面) 에는 지지 부재 (18) 가 장착되고, 가압 유체의 압력을 받는 시일 부재 (21, 22) 가, 특히 외부 시일 (22) 이 오목부 (17) 의 외부로 튀어나오지 않도록 규제하고 있다.Moreover, the support member 18 is attached to the wing side end surface of the outer ring 11, and the seal members 21 and 22 which receive the pressure of a pressurized fluid, especially the outer seal 22, the recessed part 17 It is regulated not to protrude from outside.

이와 같이, 본 실시형태의 풍력 발전 장치 (1) 는, 날개 선회륜 베어링 (10) 의 외륜 (11) 및 내륜 (12) 이 전동체 (13) 을 개재시켜 대향하는 전동체 유지면 (11a, 12a) 의 양단에 시일 기구 (14, 20) 를 장착하고, 시일 기구 (14, 20) 의 날개측에 대해서는, 시일 부재 (21, 22) 사이에 공간부 (23) 를 갖는 날개 축선 방향의 이중 배치로 하고, 공간부 (23) 에 가압 유체를 공급하여 시일 부재 (21, 22) 의 립을 상대측 벽면에 가압하도록 구성하였으므로, 전동체 (13) 측에서 날개 선회륜 베어링 (10) 의 외부로 향하는 방향 및 날개 선회륜 베어링 (10) 의 외부에서 공간부 (23) 로 향하는 방향의 양 방향에 강고한 시일 구조를 형성할 수 있다.Thus, in the wind power generator 1 of this embodiment, the rolling element holding surface 11a which the outer ring 11 and the inner ring 12 of the blade turning wheel bearing 10 oppose via the rolling element 13 opposes, The seal mechanisms 14 and 20 are attached to both ends of 12a, and with respect to the wing side of the seal mechanisms 14 and 20, double in the axial direction of the blades having the space portion 23 between the seal members 21 and 22. In this configuration, the pressurized fluid is supplied to the space 23 to press the ribs of the seal members 21 and 22 to the mating wall surface, so that the rolling wheel bearing 10 is moved outward from the rolling element 13 side. It is possible to form a rigid seal structure in both directions toward and toward the space 23 from the outside of the blade turning wheel bearing 10.

그 결과, 풍력 발전 장치 (1) 의 운전시에 있어서 시일 기구 (20) 가 원심력을 받아도, 내부 시일 (21) 은 날개 선회륜 베어링 (10) 내로부터 윤활유가 외부로 유출되는 것을 방지하는 강고한 시일로서 기능하고, 동시에 외부 시일 (22) 은 날개 선회륜 베어링 (10) 내에 빗물 등이 침입하는 것을 방지하는 강고한 시일로서 기능한다.As a result, even when the sealing mechanism 20 receives centrifugal force at the time of the operation of the wind power generator 1, the inner seal 21 is firm to prevent the lubricant oil from flowing out from the inside of the blade turning wheel bearing 10 to the outside. It functions as a seal, and at the same time, the outer seal 22 functions as a firm seal that prevents rainwater or the like from entering the vane ring bearing 10.

이 때문에, 날개 선회륜 베어링 (10) 내의 윤활유가 날개측의 시일 기구 (20) 에서 외부로 누출되는 것을 방지 또는 억제할 수 있다.For this reason, the lubricating oil in the blade turning wheel bearing 10 can be prevented or suppressed from leaking to the outside by the sealing mechanism 20 of a wing side.

그런데, 상기 서술한 가압 유체에 대해서는, 상기 서술한 압축 공기에 한정되는 것은 아니다.By the way, about the pressurized fluid mentioned above, it is not limited to the compressed air mentioned above.

그러나, 압축 공기는, 예를 들어 로터 헤드 (4) 내에 설치 전용의 압축기를 설치하여, 주위의 공기를 압축시키면 용이하게 공급할 수 있으므로, 항상 압축 유체를 안정적으로 공급할 수 있게 된다. 이 경우, 가압 유체 공급 장치 (40) 는 압축기가 되어, 풍력 발전 장치 (1) 에 의해 발전된 전력의 일부를 사용한 구동이나, 전용 태양 전지를 설치하여 얻은 전력을 사용한 구동이 가능하다.However, since compressed air can be easily supplied by, for example, installing a compressor dedicated to the installation in the rotor head 4 and compressing the surrounding air, it is possible to stably supply the compressed fluid at all times. In this case, the pressurized fluid supply device 40 becomes a compressor, and the drive using a part of electric power generated by the wind power generator 1 or the drive using the electric power obtained by providing the dedicated solar cell can be performed.

또한, 이 경우의 압축기는 항상 운전할 필요는 없으며, 예를 들어 비교적 소형의 축압 탱크를 설치하고 소정 압력을 유지하도록 단속 운전을 해도 된다.In this case, the compressor does not always need to be operated. For example, the compressor may be intermittently operated so as to maintain a predetermined pressure by installing a relatively small pressure storage tank.

또, 상기 서술한 가압 유체의 압축 공기는, 로터 헤드 (4) 내에 설치된 가압 탱크에 축압되어 있는 것을 사용해도 된다. 이 경우, 가압 유체 공급 장치 (40) 는 축압 탱크가 되어, 풍력 발전 장치 (1) 측에서 압축기를 구동시키는 전력 소비는 없으며, 예를 들어 가압 탱크의 용량을 최적화시킴으로써, 정기 점검까지 필요한 압축 공기량을 확보할 수 있다.Moreover, you may use what was accumulate | stored in the pressurization tank provided in the rotor head 4 as the compressed air of the pressurized fluid mentioned above. In this case, the pressurized fluid supply device 40 becomes a pressure storage tank, and there is no power consumption for driving the compressor on the wind power generator 1 side. For example, by optimizing the capacity of the pressurized tank, the amount of compressed air required until the periodic inspection Can be secured.

이와 같이 하면, 풍력 발전 장치 (1) 에 의해 발전된 전력을 소비하지 않고, 압축 공기를 안정적으로 공급할 수 있다. 그리고, 가압 탱크 내의 압축 유체에 대해서는, 정기 점검시 등에 풍력 발전 장치 (1) 의 외부로부터 압축기를 접속시켜 축압시킬 수 있다. 또한, 가압 탱크의 내압을 감시하여, 소정값 이하로 저하된 경우에는 관리자에게 경보를 보내도록 하는 것이 바람직하다.In this way, compressed air can be stably supplied without consuming the electric power generated by the wind turbine 1. And the compressed fluid in a pressurized tank can be made to accumulate pressure by connecting a compressor from the exterior of the wind power generator 1, etc. at the time of a periodic inspection. In addition, it is preferable to monitor the internal pressure of the pressurized tank and to alert the manager when the pressure falls below a predetermined value.

이와 같이, 상기 서술한 본 실시형태에 의하면, 날개측의 시일 기구 (20) 는, 풍력 발전 장치 (1) 의 운전시에 원심력을 받아도, 공간부 (23) 에 압축 유체를 공급하여 가압함으로써, 날개 선회륜 베어링 (10) 내의 윤활유가 외부로 유출되는 것을 방지하는 강고한 내부 시일 (21) 과, 빗물 등이 베어링 내에 침입하는 것을 방지하는 강고한 외부 시일 (22) 을 동시에 형성하므로, 풍차 날개 (5) 의 날개 선회륜 베어링 (10) 에 형성되어 있는 오일 시일 구조가 개선된다.Thus, according to this embodiment mentioned above, even if it receives the centrifugal force at the time of the operation of the wind power generator 1, the sealing mechanism 20 on the wing | wing side supplies a pressurized fluid to the space part 23, and pressurizes it, Wind turbine blades are formed by simultaneously forming a strong inner seal 21 which prevents the lubricating oil in the blade slewing ring bearing 10 from leaking out and a strong outer seal 22 which prevents rainwater or the like from entering the bearing. The oil seal structure formed in the blade slewing ring bearing 10 of 5 is improved.

따라서, 이와 같은 시일 기구 (20) 를 구비한 풍력 발전 장치 (1) 는, 날개 선회륜 베어링 (10) 에서 외부로 누출되는 윤활유량을 최소한으로 억제하여 신뢰성이나 내구성을 향상시킬 수 있다.Therefore, the wind power generator 1 provided with such a sealing mechanism 20 can suppress the amount of lubricating oil leaking outward from the blade turning wheel bearing 10 to the minimum, and can improve reliability and durability.

또한, 본 발명은 상기 서술한 실시형태에 한정되지는 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 적절히 변경할 수 있다.In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It can change suitably within the range which does not deviate from the summary.

1 :풍력 발전 장치 2 : 풍차용 타워
3 : 나셀 4 : 로터 헤드
5 : 풍차 날개 10 : 날개 선회륜 베어링
11 : 외륜 11a, 12a : 전동체 유지면
12 : 내륜 13 : 전동체
14, 20 : 시일 기구 21 : 내부 시일 (시일 부재)
22 : 외부 시일 (시일 부재) 23 : 공간부
30 : 유체 공급로 40 : 가압 유체 공급 장치1: wind power generator 2: windmill tower
3: nacelle 4: rotor head
5: windmill wing 10: wing slewing bearing
11: outer ring 11a, 12a: rolling element holding surface
12: inner ring 13: rolling element
14, 20: seal mechanism 21: inner seal (seal member)
22: outer seal (seal member) 23: space
30: fluid supply path 40: pressurized fluid supply device

Claims (3)

풍차 날개에 풍력을 받아 회전하는 로터 헤드가 나셀의 내부에 설치된 발전기를 구동시켜 발전하고, 상기 나셀이 기초 상에 세워져 설치된 타워의 상단부에 요 선회할 수 있도록 설치됨과 함께, 상기 풍차 날개와 상기 로터 사이에 설치된 날개 선회륜 베어링을 통하여 상기 풍차 날개의 피치각을 조정할 수 있도록 하는 피치 제어 기구를 구비하고 있는 풍력 발전 장치에 있어서,
상기 날개 선회륜 베어링의 외륜 및 내륜이 전동체를 개재시켜 대향하는 전동체 유지면의 양 단부에 시일 기구를 장착하고,
상기 시일 기구의 날개측이, 시일 부재 사이에 공간부를 형성하며 날개 축선 방향으로 배치된 이중 시일 구조로 되고, 상기 공간부에 가압 유체를 공급하여 상기 시일 부재의 립을 상대측 벽면에 가압하도록 구성한 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치.The rotor head which rotates in response to wind power on the windmill blades generates power by driving a generator installed in the interior of the nacelle, and the nacelle is installed to pivot in the upper end of the tower installed on the foundation. In the wind turbine generator having a pitch control mechanism for adjusting the pitch angle of the said windmill blade through the blade turning wheel bearing provided in between,
Sealing mechanisms are attached to both ends of the rolling element holding surface that the outer and inner rings of the blade slewing wheel bearing face each other via the rolling elements,
The wing side of the seal mechanism has a double seal structure that forms a space portion between the seal members and is disposed in the wing axis direction, and is configured to pressurize the lip of the seal member to the mating wall surface by supplying a pressurized fluid to the space portion. Wind power generator characterized in. 제 1 항에 있어서,
상기 가압 유체가 상기 로터 헤드 내에 설치된 전용의 압축기로부터 공급되는 압축 공기인 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치.The method of claim 1,
And the pressurized fluid is compressed air supplied from a dedicated compressor installed in the rotor head. 제 1 항에 있어서,
상기 가압 유체가 상기 로터 헤드 내에 설치된 가압 탱크에 축압 (畜壓) 되어 있는 압축 공기인 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치.The method of claim 1,
And the pressurized fluid is compressed air accumulated in a pressurized tank provided in the rotor head.
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