風(fēng)力發(fā)電設(shè)備以及用于該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的旋轉(zhuǎn)傳遞裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的方面涉及一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備以及用于該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的旋轉(zhuǎn)傳遞裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]盡管通過利用風(fēng)能發(fā)電的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備一般安裝在陸地上的能夠得到強(qiáng)風(fēng)力的平原地區(qū)和多山地區(qū)中、或者海上，但近些年來，由于陸地上適合的地方減少，越來越多的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備已經(jīng)安裝在海上。然而，在海上，安裝成本比在陸地上高，并且安裝之后的維修是困難的。因此，安裝少量的大風(fēng)力發(fā)電設(shè)備比安裝大量的小風(fēng)力發(fā)電設(shè)備效率更高，并且為此，用于安裝在海上的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備變得更大。
[0003]相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)l:JP-A-2013-60825

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的問題
[0007]由于安裝在海上的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備如以上提到的那樣難以維修，因此期望的是，在風(fēng)車的軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子之間不設(shè)置相對(duì)易于損壞的增速器，并且風(fēng)車的軸和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子直接聯(lián)接。在這種情況下，由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)不可避免地減小，因此為了得到預(yù)定頻率的輸出，這通過增大極數(shù)目來解決，并且從而轉(zhuǎn)子的尺寸也增大。此外，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的尺寸增大使風(fēng)車的尺寸(葉片直徑)增大。為此，聯(lián)接在一起的轉(zhuǎn)子和風(fēng)車的總質(zhì)量增大，使得轉(zhuǎn)子和風(fēng)車的固有頻率減小。因此，風(fēng)車和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)和固有頻率變得接近，并且這種接近使共振發(fā)生的可能性增大，使得轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)波動(dòng)和振動(dòng)有可能極大。
[0008]本發(fā)明的方面的目的在于抑制在風(fēng)車和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子直接聯(lián)接的類型的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中由于共振所造成的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)波動(dòng)和振動(dòng)。
[0009]解決問題的方式
[0010]本發(fā)明的一方面包括風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備包括:風(fēng)車，該風(fēng)車通過承受風(fēng)力而旋轉(zhuǎn);發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)包括轉(zhuǎn)子;旋轉(zhuǎn)傳遞裝置，該旋轉(zhuǎn)傳遞裝置在不使速度增大的情況下將風(fēng)車的旋轉(zhuǎn)傳遞至轉(zhuǎn)子，其中，旋轉(zhuǎn)傳遞裝置包括單向離合器，在風(fēng)車的旋轉(zhuǎn)速度高于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度的狀態(tài)下，該單向離合器使風(fēng)車與轉(zhuǎn)子之間以能夠一體地旋轉(zhuǎn)的方式連接，并且在風(fēng)車的旋轉(zhuǎn)速度低于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度的狀態(tài)下，該單向離合器解除該連接。
[0011]此外，本發(fā)明的另一方面包括旋轉(zhuǎn)傳遞裝置，該旋轉(zhuǎn)傳遞裝置在不使速度增大的情況下將通過承受風(fēng)力而旋轉(zhuǎn)的風(fēng)車的旋轉(zhuǎn)傳遞至發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，該旋轉(zhuǎn)傳遞裝置包括單向離合器，在風(fēng)車的旋轉(zhuǎn)速度高于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度的狀態(tài)下，該單向離合器使風(fēng)車與轉(zhuǎn)子之間以能夠一體地旋轉(zhuǎn)的方式連接，并且在風(fēng)車的旋轉(zhuǎn)速度低于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度的狀態(tài)下，該單向離合器解除該連接。
[0012]在根據(jù)本發(fā)明的方面的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和旋轉(zhuǎn)傳遞裝置中，在風(fēng)車的旋轉(zhuǎn)速度低于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度的狀態(tài)下，通過單向離合器解除風(fēng)車與轉(zhuǎn)子之間的連接。為此，即使當(dāng)由于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的尺寸的增大而導(dǎo)致風(fēng)車和轉(zhuǎn)子的質(zhì)量增大、并且風(fēng)車和轉(zhuǎn)子的一體旋轉(zhuǎn)時(shí)的固有頻率變低時(shí)，由于風(fēng)車與轉(zhuǎn)子之間的連接通過單向離合器解除，因此風(fēng)車和轉(zhuǎn)子變成獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)元件，并且風(fēng)車和轉(zhuǎn)子中的每一者的固有頻率也會(huì)增大。因此，共振條件幾乎不能滿足，由此能夠抑制轉(zhuǎn)子發(fā)生旋轉(zhuǎn)波動(dòng)和振動(dòng)。
[0013]上述單向離合器包括:內(nèi)圈和外圈，該內(nèi)圈和該外圈設(shè)置成在徑向方向上彼此相向；以及接合元件，該接合元件設(shè)置在內(nèi)圈與外圈之間，并且該接合元件接合內(nèi)圈和外圈從而以能夠一體地旋轉(zhuǎn)的方式連接內(nèi)圈和外圈，并且內(nèi)圈和外圈中的至少一者由沿周向方向分段的多個(gè)分段元件形成。
[0014]在這種結(jié)構(gòu)的情況下，即使風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的尺寸增大并且從而單向離合器的尺寸增大，由于內(nèi)圈和外圈由多個(gè)分段元件形成，因此每個(gè)獨(dú)立部件的尺寸也會(huì)被減小，由此能夠有助于所述每個(gè)獨(dú)立部件的制造。
[0015]優(yōu)選地，在內(nèi)圈或外圈上形成有多個(gè)凸輪面，所述多個(gè)凸輪面在內(nèi)圈與外圈之間形成楔形空間，并且包括凸輪面的內(nèi)圈或外圈由每個(gè)凸輪面分段。
[0016]在這種結(jié)構(gòu)的情況下，由于單個(gè)凸輪面沒有形成為在多于一個(gè)分段元件上延伸并且在凸輪面上沒有形成接合部，因此接合元件能夠在凸輪面上平滑地移動(dòng)。
[0017]優(yōu)選地，上述單向離合器包括:內(nèi)圈和外圈，該內(nèi)圈和該外圈設(shè)置成在徑向方向上彼此相向；接合元件，該接合元件設(shè)置在內(nèi)圈與外圈之間，并且該接合元件接合內(nèi)圈和外圈從而以能夠一體地旋轉(zhuǎn)的方式連接內(nèi)圈和外圈；以及保持架，該保持架保持接合元件，并且該保持架由沿周向方向分段的多個(gè)分段元件形成。
[0018]在這種結(jié)構(gòu)的情況下，即使風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的尺寸增大并且從而單向離合器的尺寸增大，由于保持架由多個(gè)分段元件形成，因此每個(gè)獨(dú)立部件的尺寸也會(huì)被減小，由此能夠有助于所述每個(gè)獨(dú)立部件的制造。
[0019]本發(fā)明的方面例如在單向離合器的外徑為1米以上的大尺寸發(fā)電設(shè)備中是特別有效的。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)
[0021]根據(jù)本發(fā)明的方面，在風(fēng)車和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子直接聯(lián)接的類型的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中，轉(zhuǎn)子的由于共振所造成的旋轉(zhuǎn)波動(dòng)和振動(dòng)能夠得到抑制。
【附圖說明】
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的示意性側(cè)視圖。
[0023]圖2是示出了風(fēng)車的主軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的聯(lián)接部的一部分的放大剖視圖。
[0024]圖3是示出了單向離合器單元的放大縱向剖視圖。
[0025]圖4是單向離合器的橫向剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]在下文中，將參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行更詳細(xì)地描述。
[0027]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的示意性側(cè)視圖。
[0028]風(fēng)力發(fā)電設(shè)備1設(shè)置有風(fēng)車2、支承柱3、機(jī)艙4等。風(fēng)車2作為通過承受風(fēng)而旋轉(zhuǎn)的部分，以便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備1的發(fā)電機(jī)16。具體地，風(fēng)車2設(shè)置有主軸
11、設(shè)置在主軸11端部處的轂12以及設(shè)置在轂12的外周上的多個(gè)葉片13。這些葉片13承受風(fēng)力，從而通過轂12使主軸11旋轉(zhuǎn)。機(jī)艙4由容置在殼體15中的發(fā)電機(jī)16、轉(zhuǎn)換器、控制器等形成。發(fā)電機(jī)16設(shè)置在殼體15的前側(cè)并且在風(fēng)車2的后部鄰近處。支承柱3支承機(jī)艙4，使得機(jī)艙4能夠圍繞豎向方向上的軸中心水平地轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0029]發(fā)電機(jī)16是例如同步發(fā)電機(jī)并且設(shè)置有轉(zhuǎn)子21和定子22，其中，定子22設(shè)置在該轉(zhuǎn)子21的外周側(cè)。另外，轉(zhuǎn)子21通過旋轉(zhuǎn)傳遞裝置30聯(lián)接至風(fēng)車2的主軸11。主軸11和轉(zhuǎn)子21通過以不可旋轉(zhuǎn)的方式固定在機(jī)艙4中的支承軸31經(jīng)由滾子軸承32 (參見圖2)以可旋轉(zhuǎn)的方式支承。旋轉(zhuǎn)傳遞裝置30在不使速度增大的情況下將風(fēng)車2的主軸11的旋轉(zhuǎn)傳遞至轉(zhuǎn)子21。
[0030]圖2是示出了風(fēng)車2的主軸11與發(fā)電機(jī)16的轉(zhuǎn)子21的聯(lián)接部的一部分的放大剖視圖。
[0031]支承軸31是形成為管狀的固定軸，并且具有人能夠進(jìn)入及離開的內(nèi)徑、例如約1米至2米的內(nèi)徑。
[0032]滾子軸承32由以雙排的方式設(shè)置的圓錐滾子軸承形成。該圓錐滾子軸承32設(shè)置有一對(duì)內(nèi)圈32a、外圈32b、兩排圓錐滾子32c和保持架32d，其中，外圈32b設(shè)置在內(nèi)圈32a的徑向方向上的外側(cè)，所述兩排圓錐滾子32c以可滾動(dòng)的方式設(shè)置在內(nèi)圈32a與外圈32b之間，保持架32d保持圓錐滾子32c之間的周向間隔。內(nèi)圈32a配裝在支承軸31的外周表面上。在外圈32b的內(nèi)周表面上形成有兩個(gè)滾道表面。外圈32b的軸向方向上的一個(gè)側(cè)部固定聯(lián)接構(gòu)件33(圖2中的右側(cè)部)，并且所述軸向方向上的另一側(cè)部(圖2中的左側(cè)部)固定聯(lián)接構(gòu)件34。因此，聯(lián)接構(gòu)件33和34通過滾子軸承32以可相對(duì)旋轉(zhuǎn)的方式