CN102869881A - 再生能量型发电装置 - Google Patents

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Abstract

目的在于提供一种能够缩短将液压泵与液压马达连接的配管并且能够实现机舱的小型化及轻重量化的再生能量型发电装置。再生能量型发电装置（1）具备：塔架（2）；设于塔架（2）的前端部（2B）的机舱（4）；收纳于机舱（4）并与旋转叶片（6B）一起旋转的主轴（14）；收纳于机舱（4）并安装于主轴（14）的液压泵（8）；通过从液压泵（8）供给的工作油来驱动的液压马达（10）；与液压马达（10）连结的发电机（12）；以及使工作油在液压泵（8）及液压马达（10）之间循环的配管，液压马达（10）收纳于机舱（4）及塔架（2）上部的至少一方，发电机（12）收纳于机舱（4）及塔架（2）上部的至少一方，并且液压马达（10）及发电机（12）的至少一方配置在除了主轴（14）及液压泵（8）与机舱（4）的壁面中的距旋转叶片较远的一侧的后端侧壁面（4A）之间的区域（5）之外的空间。

Description

再生能量型发电装置
技术领域
本发明涉及一种经由将液压泵及液压马达组合而成的液压传动装置，将转子的旋转能量向发电机传递的再生能量型发电装置。另外，再生能量型发电装置是利用风、潮汐、海流、河流等的能够再生的能量的发电装置，能够列举出例如风力发电装置、潮汐发电装置、海流发电装置、河流发电装置等。
背景技术
近年来，从地球环境的保全的观点出发，包括利用了风力的风力发电装置、及利用了潮汐、海流或河流的发电装置在内的再生能量型发电装置不断普及。在再生能量型发电装置中，将风、潮汐、海流或河流的运动能量转换成转子的旋转能量，然后将转子的旋转能量通过发电机转换成电力。
在这种再生能量型发电装置中，以往，由于转子的转速比发电机的额定转速小，因此在转子与发电机之间设置机械式（齿轮式）的增速机。由此，转子的转速由增速机增速至发电机的额定转速之后，向发电机输入。
然而，以发电效率的提高为目的而再生能量型发电装置的大型化不断发展，伴随于此，增速机的重量及成本处于增加的倾向。因此，取代机械式的增速机，而采用了将液压泵及液压马达组合而成的液压传动装置的再生能量型发电装置引起注目。
例如，在专利文献1中记载了一种经由液压传动装置将转子的旋转能量向发电机传递的电力生产系统。该系统为在机舱内设有液压马达和发电机的构成（参照专利文献1的Fig.7）。
另外，在专利文献2中记载了一种设置在塔架底部的液压马达与机舱一起绕着铅垂轴回旋的风力发电装置。
此外，在专利文献3及4中记载了一种将设置在机舱内的液压泵与设置在塔架底部的液压马达连结的液压配管（高压油流路及低压油流路）的一部分与机舱一起回旋的风力发电装置。在该风力发电装置中，通过设置在机舱下部的液压转体，使机舱侧的液压配管与机舱一起回旋。液压转体由外侧构件及内侧构件构成，两构件彼此能够相对旋转。并且，设置于内侧构件的配管与设置在外侧构件的内周面上的环状流路连通。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】国际公开第二007/053036号
【专利文献2】国际公开第二009/064192号
【专利文献3】国际公开第二009/061209号
【专利文献4】国际公开第二009/058022号
发明内容
然而，就专利文献1而言，在液压泵与机舱后端侧壁面之间设有液压马达和发电机，由此机舱的主轴方向长度变长，伴随于此，存在机舱变得大型化而重量增大的问题。
另外，在专利文献2中，并未公开具体究竟如何构成将设置在机舱内的液压泵与设置在塔架底部的液压马达连结的液压配管。
而且，在专利文献3及4中，虽然记载了用于能够使机舱侧的液压配管与机舱一起回旋的液压转体，但关于设置于内侧构件的配管与设置于外侧构件的环状流路的连接部分，没有具体的说明，液压转体的详细结构并未充分公开。而且，由于液压马达及发电机配置在塔架底部，因此液压配管变长。
因此，本发明鉴于上述现有技术的问题，目的在于提供一种能够缩短将液压泵与液压马达连接的配管，并且能够实现机舱的小型化及轻重量化的再生能量型发电装置。
本发明的再生能量型发电装置从再生能量生成电力，其特征在于，具备：塔架；设于所述塔架的前端部的机舱；收纳于所述机舱并与旋转叶片一起旋转的主轴；收纳于所述机舱并安装于所述主轴的液压泵；通过从所述液压泵供给的工作油来驱动的液压马达；与所述液压马达连结的发电机；以及使所述工作油在所述液压泵及所述液压马达之间循环的配管，所述液压马达收纳于所述机舱及所述塔架上部的至少一方，所述发电机收纳于所述机舱及所述塔架上部的至少一方，并且所述液压马达及所述发电机的至少一方配置在除了所述主轴及所述液压泵与所述机舱的壁面中的距所述旋转叶片较远的一侧的后端侧壁面之间的区域以外的空间。
根据该再生能量型发电装置，液压马达及发电机的至少一方收纳于机舱及塔架上部的至少一方，因此与将它们设置在塔架基端部的情况相比，能够缩短使工作油循环的配管。
另外，在该再生能量型发电装置中，液压马达及发电机的至少一方配置在除了主轴及液压泵与机舱的壁面中的距旋转叶片较远的一侧的后端侧壁面之间的区域之外的空间内。由此，与将液压马达及发电机配置在机舱内的主轴及液压泵与机舱后端侧壁面之间的情况相比，能够缩短机舱长度（主轴方向），能够实现机舱的小型化及轻重量化。
优选的是，上述再生能量型发电装置还具备设置在所述机舱的下部并使所述机舱偏航回旋的偏航驱动装置，在所述偏航驱动装置的上方且所述液压泵的侧方配置有所述液压马达及所述发电机的至少一方。
如此，通过将液压马达及发电机的至少一方配置在偏航驱动装置的上方且液压泵的侧方，能够有效利用机舱内的空间。而且，能够不扩大机舱的横向宽度（在水平面内与主轴垂直的方向）而配置液压马达及发电机的至少一方，从而能够实现机舱的进一步的小型化及轻重量化。
在上述再生能量型发电装置中，优选的是，所述液压马达及所述发电机收纳在所述机舱内，所述液压马达与所述发电机相对地大致水平配置，并且在所述液压泵的侧方配置有通过所述输出轴连结的所述液压马达及所述发电机的至少一部分。
如此，通过将液压马达及发电机均收纳在机舱内，能够缩短使工作油循环的配管的长度。而且，将液压马达与发电机相对地大致水平配置，并且在液压泵的侧方配置有通过输出轴连结的液压马达及发电机的至少一部分，由此，能够有效利用机舱内的空间，能够实现机舱的进一步的小型化及轻重量化。
在上述再生能量型发电装置中，优选的是，所述机舱相对于所述塔架设置成在偏航方向上旋转自如，所述液压马达及所述发电机通过支承体支承在所述机舱侧，所述液压马达通过所述配管与所述液压泵连接成在偏航方向上不能相对位移，通过输出轴连结的所述液压马达及所述发电机的至少一部分配置在所述塔架上部。
如此，液压马达及所述发电机通过支承体支承在机舱侧，并且由输出轴连结的液压马达及发电机的至少一部分配置在塔架上部，由此，与将它们设置在塔架基端部的情况相比，能够缩短使工作油循环的配管的长度。另外，由于液压马达及发电机的至少一部分配置在塔架侧，因此能够实现机舱的进一步的小型化及轻重量化。
这种情况下，在上述再生能量型发电装置中，优选的是，所述液压马达收纳在所述机舱内，以所述输出轴成为铅垂方向的方式分别配置所述液压马达及所述发电机。
如此，通过将液压马达收纳在机舱内，能够将液压马达配置在液压泵的附近，能够缩短供工作油流动的配管。另一方面，发电机的至少一部分配置在塔架侧，但此时，通过将液压马达及发电机沿着铅垂方向配置，能够不扩张塔架的直径而容易地设置液压马达及发电机。
另外，在具备上述的偏航驱动装置的情况下，在上述再生能量型发电装置中，优选的是，所述液压马达通过支承体支承在所述机舱侧，且配置在所述塔架上部空间。
如此，通过将液压马达配置在塔架上部空间，能够实现机舱的进一步的小型化及轻重量化。此时，液压马达由支承体支承在机舱侧，因此在机舱回旋时，能够使液压马达和将液压泵及液压马达连接的配管与液压泵一体地旋转。
优选的是，上述再生能量型发电装置还具备支承于所述塔架的一或多个支承体，所述液压马达及所述发电机的至少一方固定于所述支承体，与所述液压泵连接的所述配管和与所述液压马达连接的所述配管以相对地在偏航方向上旋转自如的方式连接。
由此，能够将液压马达及发电机的至少一方稳定地固定于塔架。另外，由于液压马达与发电机通过输出轴连结，因此液压马达及发电机的一方由支承体固定于塔架时，另一方也支承在塔架侧。而且，与支承在机舱侧的液压泵连接的配管和与支承在塔架侧的液压马达连接的配管以相对旋转自如的方式连接，因此即使在机舱进行偏航回旋的情况下，也能够适当地保持配管结构。
这种情况下，优选的是，上述再生能量型发电装置还具备：支承在所述机舱侧的与所述液压泵连接的多个第一配管；位于比所述第一配管距所述机舱更远的一侧而与该第一配管嵌合的多个第二配管，支承在所述机舱侧的所述第一配管旋转自如地与所述第二配管连接，从所述液压泵排出的高压油在至少一组的所述第一配管及所述第二配管连通而构成的第一流路中流动，从所述液压马达排出的低压油在至少另一组的第一配管及第二配管连通而构成的第二流路中流动。
如此，通过将第一配管与第二配管旋转自如地连接，能够确保从液压泵朝向液压马达的工作油的流动及从液压马达朝向液压泵的工作油的流动，并机舱侧配管与塔架侧配管能够进行相对的回旋。
另外，在上述的情况下，在上述再生能量型发电装置中，优选的是，在所述第一流路及所述第二流路的至少一方的内部收纳从所述机舱延伸到所述塔架而设置的线缆，所述线缆由防止所述工作油侵入的保护管覆盖。
如此，通过在第一流路及所述第二流路的至少一方收纳线缆，即使在机舱回旋的情况下，也能够防止线缆发生损伤的情况。另外，在所述线缆可以适用向液压泵等那样配置在机舱内的用电设备供电所使用的电力线缆或用于控制的通信线缆、与安装在机舱侧的各种计测设备连接的信号线缆、或在旋转叶片或机舱遭雷击时使电逃散的避雷用线缆等的线缆。
另外，上述的情况下，上述再生能量型发电装置具备：第一双层管，具有与所述液压泵连接的第一内侧配管及第一外侧配管，支承在所述机舱侧并通过所述塔架内部朝向所述塔架的基端部延伸；第二双层管，具有与所述液压马达连接的第二内侧配管及第二外侧配管，位于比所述第一双层管距所述机舱更远的一侧而与该第一双层管嵌合，所述第一内侧配管与所述第二内侧配管连通，所述第一内侧配管与所述第二内侧配管一起形成内侧流路，所述第一外侧配管与所述第二外侧配管连通，所述第一外侧配管与所述第二外侧配管一起形成外侧流路，从所述液压马达排出而返回所述液压泵的低压油在所述内侧流路及所述外侧流路的一方中流动，从所述液压泵排出而送向所述液压马达的高压油在所述内侧流路及所述外侧流路的另一方中流动，支承在所述机舱侧的所述第一双层管旋转自如地与所述第二双层管连接。
如此，通过将支承在机舱侧的第一双层管与第二双层管连接成旋转自如，能够确保机舱与塔架之间的工作油的流动，并且机舱侧配管与塔架侧配管能够进行相对的回旋。而且，通过第一内侧配管及第二内侧配管形成内侧流路，通过第一外侧配管及第二外侧配管形成外侧流路，低压油在内侧流路及外侧流路的一方中流动，高压油在另一方中流动，因此能够分别确保从液压泵朝向液压马达的工作油的流动、及从液压马达朝向液压泵的工作油的流动。
这种情况下，可以还具备内侧密封件，对所述第一内侧配管的管壁面与所述第二内侧配管的管壁面之间进行密封，所述内侧密封件以夹于所述内侧流路与所述外侧流路之间的方式配置。
如此通过将对第一内侧配管的管壁面与第二内侧配管的管壁面之间进行密封的内侧密封件以夹于内侧流路与外侧流路之间的方式配置，由此即使万一内侧密封件的密封功能受损，在内侧流路中流动的高压油也会向外侧流路泄漏。由此，能够防止高压油向外部的泄漏。
另外，可以具备：对所述第一外侧配管的管壁面与所述第二外侧配管的管壁面之间进行密封的一对外侧密封件；与所述一对外侧密封件之间连通的油槽；与所述油槽连通的罐。
由此，即使万一对第一外侧配管的管壁面与第二外侧配管的管壁面之间进行密封的一对外侧密封件的密封件功能受损，从外侧流路漏出的低压油也会经由油槽被导向罐。即，从外侧流路泄漏的低压油在压力充分下降之后由罐回收。由此，能够防止低压油向外部的泄漏。
此外，可以还具备轴承，该轴承将所述第一双层管旋转自如地支承于所述第二双层管，承受所述第一双层管及所述第二双层管的沿着长度方向的推力载荷及沿着径向的径向载荷的至少一方的载荷。
如此，利用轴承将第一双层管旋转自如地支承于第二双层管，由此不会妨碍与机舱相伴的第一双层管的回旋。
另外，通过轴承能够可靠地承受第一双层管的重量、由在内侧流路及外侧流路中流动的高压油和低压油而产生的液压推力等的推力载荷或径向载荷。
另外，所述第一双层管和所述第二双层管可以嵌合使得所述第一内侧配管及所述第二内侧配管在长度方向上相对滑动自如且所述第一外侧配管及所述第二外侧配管在长度方向上相对滑动自如。
如此，将第一双层管与第二双层管嵌合使得第一内侧配管相对于第二内侧配管而且第一外侧配管相对于第二外侧配管相对地在长度方向上滑动自如，由此，允许第一双层管相对于第二双层管在长度方向上移动，能够吸收第一双层管及第二双层管因油温上升等引起的热伸长。
此外，可以还具备防脉动蓄能器，该防脉动蓄能器设置在所述机舱内在所述液压泵与所述第一双层管之间，防止所述液压泵的脉动。
如此，通过将防脉动蓄能器设置在机舱内，防脉动蓄能器与液压泵的距离缩短，能够有效地防止液压泵的脉动。另外，防脉动蓄能器的容量可以比较小，因此能够充分地收纳在机舱内。
另外，上述的情况下，在上述再生能量型发电装置中，优选的是，所述液压马达及所述发电机收纳在所述塔架内，所述液压马达与所述发电机沿着大致铅垂方向配置。
如此，通过将液压马达及发电机均收纳在塔架内，由于在机舱内未设置液压马达及发电机，因此能实现机舱的进一步的小型化及轻重量化。此外，通过将液压马达及发电机沿着铅垂方向配置在塔架内，能够不扩张塔架的直径而容易地设置它们。
另外，所述再生能量型发电装置可以是风力发电装置，所述塔架可以从基端部朝着前端部向铅垂方向上方延伸，并且通过所述旋转叶片承受风来使所述主轴旋转。
在上述再生能量型发电装置中，优选的是，所述液压马达经由挠性接头与所述发电机连结。如此，通过使用具有挠性的挠性接头将液压马达与发电机连结，它们的相对位置关系的自由度能够提高，而且能够简单地进行位置调整。
【发明效果】
本发明的再生能量型发电装置中，液压马达及发电机的至少一方收纳于机舱及塔架上部的至少一方，因此与将它们设置在塔架基端部的情况相比，能够缩短使工作油循环的配管。
另外，液压马达及发电机的至少一方配置在除主轴及液压泵与机舱的壁面中的距旋转叶片较远的一侧的后端侧壁面之间的区域以外的空间内，因此与将液压马达及发电机配置在机舱内的主轴及液压泵与机舱后端侧壁面之间的情况相比，能够缩短机舱长度，能够实现机舱的小型化及轻重量化。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的风力发电装置的概略的整体结构图。
图2A是表示图1所示的风力发电装置的具体的结构例的立体图。
图2B是表示图1所示的风力发电装置的具体的结构例的俯视图。
图2C是表示图1所示的风力发电装置的具体的结构例的侧视图。
图3是表示本发明的第二实施方式的风力发电装置的概略的整体结构图。
图4A是表示图3所示的风力发电装置的具体的结构例的俯视图。
图4B是表示图3所示的风力发电装置的具体的结构例的侧视图。
图4C是图4B的A向视图。
图5是表示本发明的第三实施方式的风力发电装置的概略的整体结构图。
图6A是表示图5所示的风力发电装置的具体的结构例的立体图。
图6B是表示图1所示的风力发电装置的具体的结构例的俯视图。
图6C是表示图1所示的风力发电装置的具体的结构例的侧视图。
图7是表示本发明的实施方式的风力发电装置中适用的转体结构的第一结构例的图。
图8是表示本发明的实施方式的风力发电装置中适用的转体结构的第二结构例的图。
【符号说明】
1    风力发电装置
2    塔架
2A   塔架基端部
2B   塔架前端部
4    机舱
6   转子
6A  轮毂
6B  旋转叶片
8   液压泵
10  液压马达
11  输出轴
12  发电机
13  偏航驱动装置
14  主轴
15  主轴轴承
16  机舱台板
18  机舱轴承
18A 内圈
18B 外圈
31  高压侧配管
31a 高压侧第一配管
31b 高压侧第二配管
33  低压侧配管
33a 低压侧第一配管
33b 低压侧第二配管
41  框架
42  搁板
45  地板
100、100’  连接部
具体实施方式
以下，根据附图，说明本发明的实施方式。但是，本实施方式记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等只要没有特定的记载，就不是将本发明的范围限定于此，只不过是说明例。
[第一实施方式]
在第一实施方式中，作为再生能量型发电装置的一例而对风力发电装置进行说明。图1是表示本发明的第一实施方式的风力发电装置的概略的整体结构图，图2A是表示图1所示的风力发电装置的具体的结构例的立体图，图2B是表示图1所示的风力发电装置的具体的结构例的俯视图，图2C是表示图1所示的风力发电装置的具体的结构例的侧视图。
如图1及图2A~图2C所示，风力发电装置1主要包括塔架2、设置在塔架前端部2B的机舱4、承受风而进行旋转的转子6、液压泵8及液压马达10、及与液压马达10连结的发电机12。
塔架2竖立设置在地面或海洋上设置的地基3上，从地基3侧的基端部2A向铅垂方向上方延伸到前端部2B。在塔架2的前端部2B上设有机舱4。
机舱4具有机舱台板16，该机舱台板16通过机舱轴承18而回旋自如地支承在塔架2的前端部2B。具体而言，机舱台板16固定在机舱轴承18的内圈18A，塔架2的前端部2B固定在机舱轴承18的外圈18B。
并且，在机舱台板16安装有机舱回旋机构19，并且在机舱台板上配设有偏航驱动机构13。通过该机舱回旋机构19及偏航驱动机构13，使机舱台板16相对于塔架2的前端部2B进行回旋。
机舱回旋机构19例如可以由设置在塔架2的前端部2B的内周面上的内齿轮19B和啮合的齿轮19A构成。
偏航驱动机构13例如可以包括与齿轮19A的轴直接连结或经由小齿轮与齿轮19A连结的减速器、离合器、偏航马达、电磁制动器、和将它们收纳的壳体。另外，偏航驱动机构13可以在以塔架2的轴线为中心的圆周上设置多个。
在具有上述结构的情况下，离合器为结合状态而电磁制动器成为ON之后，偏航马达的驱动力经由减速器向齿轮19A传递，齿轮19A一边与内齿轮19B啮合一边旋转。由此，机舱4相对于塔架2在偏航方向上回旋。
在机舱4内收纳有主轴14及安装在该主轴14上的液压泵8。另外，主轴14通过主轴轴承15旋转自如地支承于机舱4。
转子6包括轮毂6A和从轮毂6A呈放射状延伸的多个旋转叶片6B。转子6的轮毂6A与主轴14连结。因此，当转子6承受风而旋转时，主轴14也与轮毂6A一起旋转。并且，主轴14的旋转向液压泵8输入，由此在液压泵8中生成高压的工作油（高压油）。
液压马达10收纳在机舱4内。而且，液压马达10配置在除了主轴14及液压泵8与机舱4的壁面中的距旋转叶片较远的一侧的后端侧壁面4A之间的区域5之外的空间内。此时，液压马达10既可以设置在机舱台板16上，也可以安装在机舱4内配置的框架41、搁板42（参照图2A~图2C）等上。
并且，液压马达10将由从机舱4内的液压泵8供给的高压油来驱动。
在液压泵8及液压马达10之间连接有工作油配管30，从而工作油将在工作油配管30中循环。工作油配管30具有：将从液压泵8排出的高压油向液压马达10供给的高压侧配管31；将从液压马达10排出的低压的工作油（低压油）向液压泵8供给的低压侧配管33。
另外，经由输出轴与液压马达10连结的发电机12也仍然与液压马达10同样地收纳在机舱4内。而且，发电机12配置在除了主轴14及液压泵8与机舱4的后端侧壁面4A之间的区域5之外的空间内。
另外，液压马达10与发电机12的相对的位置关系如图1所示，它们可以以相互水平的方式配置，它们也可以以相互铅垂的方式配置，它们还可以以相互倾斜的方式配置。而且，图中示出了液压马达10及发电机12这两者配置在除了区域5之外的空间内的情况，但只要液压马达10及发电机12的至少一方配置在该空间内即可。即，可以是液压马达10及发电机12的任一方配置在区域5内。
根据上述的风力发电装置1，由于液压马达10及发电机12收纳在机舱4内，因此与将它们设置在塔架2的基端部2A的情况相比，能够缩短使工作油循环的配管。
另外，在该风力发电装置1中，由于液压马达10及发电机12的至少一方配置在除了主轴14及液压泵8与机舱4的后端侧壁面4A之间的区域5之外的空间内，因此与将液压马达10及发电机12配置在区域5内的情况相比，能够缩短机舱长度（主轴方向），从而能够实现机舱4的小型化及轻重量化。
另外，在该风力发电装置1中，如图2C所示，液压马达10及发电机12的至少一方优选为处于偏航驱动装置13的上方且如图2B所示配置在液压泵8的侧方，由此能够有效利用机舱4内的空间。而且，不用扩大机舱4的横向宽度（在水平面内与主轴14垂直的方向），就能够配置液压马达10及发电机12的至少一方，从而能够实现机舱4的进一步的小型化及轻重量化。
而且，在该风力发电装置1中，优选的是，液压马达10及发电机12收纳在机舱4内，液压马达10与发电机12相对大致水平配置，并且在液压泵8的侧方配置有通过输出轴14连结的液压马达10及发电机12的至少一部分。
如此，液压马达10及发电机12均收纳在机舱4内，由此能够缩短使工作油循环的配管的长度。而且，液压马达10及发电机12相对大致水平配置，并且通过输出轴11连结的液压马达10及发电机12的至少一部分配置在液压泵8的侧方，由此能够有效利用机舱4内的空间，从而能够实现机舱4的进一步的小型化及轻重量化。
[第二实施方式]
接着，参照图3及图4A~图4C，说明第二实施方式的风力发电装置。图3是表示本发明的第二实施方式的风力发电装置的概略的整体结构图，图4A是表示图3所示的风力发电装置的具体的结构例的俯视图，图4B是表示图3所示的风力发电装置的具体的结构例的侧视图，图4C是图4B的A向视图。另外，本实施方式的风力发电装置1除了液压传动装置及工作油配管30的结构不同这一点之外，与第一实施方式的风力发电装置1具有大致相同的结构。因此，这里，以与第一实施方式不同的点为中心进行说明，在图3及图4A~图4C中，对于与风力发电装置1共同的部位标注同一符号，省略其说明。
本实施方式的风力发电装置1通过支承体44将液压马达10及发电机12一起支承在机舱4侧，并且将液压马达10配置在机舱4内，并将发电机12配置在塔架2上部。例如，在机舱4内的框架41上固定支承体44（参照图4A~图4C），并在该支承体44上支承液压马达10及发电机12。液压马达10及发电机12只要是机舱4内的固定构件支承在哪个构件上均可，此外，也可以直接支承于框架41或支承于机舱台板16，或支承于在台板16上配置的搁板42。另外，机舱4内的固定构件均可以作为支承体使用。
此时，液压马达10通过工作油配管30而与液压泵8连接成在偏航方向上不能相对位移。另外，由于液压马达10和发电机12通过输出轴11连结，因此液压马达10及发电机12的一方通过支承体44而固定于塔架2，另一方也支承于塔架2。而且，在图中示出了将发电机12配置在塔架2上部的情况，但只要将液压马达10及发电机12的至少一部分配置在塔架2上部即可。即，可以仅将液压马达10或将液压马达10和发电机12这双方配置在塔架2上部。另外，塔架2上部优选是指塔架2的从基端部2A到前端部2B之间，比基端部2A和前端部2B的铅垂方向中间位置靠上方。
如此，液压马达10及发电机12通过支承体44支承在机舱4侧，并且由输出轴11连结的液压马达10及发电机12的至少一部分配置在塔架2上部，由此，与将它们设置在塔架2的基端部的情况相比，能够缩短使工作油循环的配管的长度。而且，液压马达10及发电机12的至少一部分配置在塔架2侧，因此机舱4能够进一步小型化及轻重量化。
在该风力发电装置1中，可以将液压马达10收纳在机舱4内，以输出轴11成为铅垂方向的方式分别配置液压马达10及发电机12。
如此，通过将液压马达10收纳在机舱4内，能够将液压马达10配置在液压泵8的附近，能够缩短供工作油流动的配管30。另一方面，发电机12的至少一部分配置在塔架2上部，但此时，液压马达10及发电机12沿着铅垂方向配置，由此不会扩张塔架2的直径而能够容易地设置液压马达10及发电机12。
另外，在该风力发电装置1中，液压马达10优选由支承体44支承在机舱4侧，并且配置在塔架2上部空间内。
如此，通过将液压马达10配置在塔架2上部空间内，能够实现机舱4的进一步的小型化及轻重量化。此时，液压马达10由支承体44支承在机舱4侧，因此在机舱回旋时，能够使液压马达10和将液压泵8及液压马达10连接的配管30与液压泵8一体地旋转。
[第三实施方式]
接下来，参照图5及图6A~图6C，说明第三实施方式的风力发电装置。图5是表示本发明的第三实施方式的风力发电装置的概略的整体结构图，图6A是表示图5所示的风力发电装置的具体的结构例的立体图，图6B是表示图5所示的风力发电装置的具体的结构例的俯视图，图6C是表示图5所示的风力发电装置的具体的结构例的侧视图。另外，本实施方式的风力发电装置1除了液压传动装置及工作油配管30的结构不同这一点之外，具有与第一实施方式的风力发电装置1大致相同的结构。由此，这里，以与第一实施方式不同的点为中心进行说明，在图5及图6中，对于与风力发电装置1共同的部位标注同一符号，省略其说明。
本实施方式的风力发电装置1将液压马达10及发电机12支承在塔架2侧，并将它们配置在塔架2上部。
在塔架2内，固定在塔架2的侧壁上的地板部45沿着铅垂方向设置多段。该地板部45由梯子46连接，使得操作者能够升降。
液压马达10及发电机12分别安装于该地板部45。此时，液压马达10及发电机12的相对的位置关系既可以彼此沿着水平方向配置，也可以如图所示彼此沿着铅垂方向配置，还可以彼此倾斜配置。另外，图中表示了液压马达10及发电机12均设置在地板部45的情况，但液压马达10及发电机12固定于塔架2侧的固定机构并未限定于此，只要是塔架2内的固定构件支承在哪个构件上均可，此外，还可以支承在塔架2的侧壁上。而且，塔架2内的固定构件均可以使用作为支承体。
另外，液压泵8和液压马达10通过供工作油流动的工作油配管30连接。
工作油配管30具有：将从液压泵8排出的高压油向液压马达10供给的高压侧配管31（31a、31b）；将从液压马达10排出的低压油向液压泵8供给的低压侧配管33（33a、33b）。
高压侧配管31包括：支承在机舱4侧的高压侧第一配管31a；支承在塔架2侧的高压侧第二配管31b。在高压侧第一配管31a与高压侧第二配管31b之间夹装具有转体结构的连接部100，通过连接部100将高压侧第一配管31a与高压侧第二配管31b连接成相对回旋自如。
低压侧配管包括：支承在机舱4侧的低压侧第一配管33a；支承在塔架2侧的低压侧第二配管33b。在低压侧第一配管33a与低压侧第二配管33b之间夹装有上述的连接部100，通过连接部100将低压侧第一配管33a与低压侧第二配管33b连接成相对旋转自如。
具有转体结构的连接部100配置在机舱4的回旋中心。另外，关于该连接部100的结构在后面叙述。
液压泵8由主轴14驱动而生成高压油。该高压油经由高压侧配管31向液压马达10供给，通过该高压油来驱动液压马达10。此时，驱动与液压马达10连结的发电机12，在发电机12中生成电力。从液压马达10排出的低压油经由低压侧配管33向液压泵8供给，在液压泵8中再次升压而向液压马达10传送。
如上述那样，能够将液压马达10及发电机12支承在塔架2侧，由此能够将液压马达10及发电机12的至少一方稳定地固定于塔架2。而且，与支承在机舱4侧的液压泵8连接的配管31a、33a和与支承在塔架2侧的液压马达10连接的配管31b、33b连接成相对旋转自如，因此即使在机舱4偏航回旋时也能够适当地保持配管结构。
另外，在上述结构中，优选将液压马达10和发电机12沿着大致铅垂方向配置。由此，不用扩张塔架2的直径就能够容易地设置液压马达10及发电机12。
此外，在上述结构中，液压马达10优选经由挠性接头而与发电机12连结。由此，液压马达10及发电机12的相对位置关系的自由度提高，而且还能够简单地进行位置调整。
接下来，使用图7及图8，说明上述的连接部100的具体的结构例。
图7是表示本发明的实施方式的风力发电装置中适用的转体结构的第一结构例的图。
第一结构例的转体结构的连接部100具有沿着塔架2的轴向延伸设置的双层管110和以包围双层管110的方式设置的第一封套114及第二封套116，由此，形成供高压油从机舱4侧的液压泵8朝向塔架2侧的液压马达10流动的第一流路121、及供低压油从液压马达10朝向液压泵8流动的第二流路122。
双层管110包括内管110A和外管110B，在内管110A的内部形成有内侧流路，通过内管110A及外管110B形成外侧流路。
第一封套114设置在内管110A的外周侧。由第一封套114的内壁面和内管110A的外壁面形成的环状流路114a与连接在第一封套114的外周的高压侧第一配管31a连通。而且，环状流路114a经由设置于内管110A的第一连通口111而与内侧流路连通。此外，该内侧流路与连接在内管110A的端部的高压侧第二配管31b连通。并且，通过环状流路114a及内侧流路形成第一流路121。从高压侧第一配管31a向第一流路121供给的高压油通过环状流路114a、第一连通口111、内侧流路向高压侧第二配管31b送出。
第二封套116设置在外管110B的外周侧，且配置在比第一封套114更靠塔架2侧处。第二封套116通过螺栓125而紧固于第一封套114。外侧流路与连接在外管110B的外周的低压侧第二配管33b连通，并且与形成在第二封套116的内壁面与内管110A的外壁面之间的环状流路116a连通。环状流路116a与连接在第二封套116的外周的低压侧第一配管33a连通。并且，通过外侧流路及环状流路116a形成第二流路122。从低压侧第二配管33b向第二流路122供给的低压油通过外侧流路、环状流路116a，向低压侧第一配管33a送出。
第一封套114及第二封套116支承在机舱4侧。另一方面，双层管110支承在塔架2侧。在第一封套114与双层管110的内管110A之间设有内侧密封件126，以确保液密性。而且，在第二封套116与外管110B之间设有外侧密封件127，以确保液密性。通过这些内侧密封件126及外侧密封件127来确保液密性，并且第一封套114及第二封套116相对于双层管110安装成相对回旋自如。另外，在第一封套114或第二封套116与双层管110之间也可以设置以提高滑动性为目的的轴承。
通过上述结构，能够确保高压油从机舱4侧的液压泵8朝向塔架2侧的液压马达10的流动、及低压油从液压泵8朝向液压马达10的流动，并且第一配管（高压侧第一配管31a、低压侧第一配管33a）与第二配管（高压侧第二配管31b、低压侧第二配管33b）能够进行相对的回旋。因此，即使机舱4回旋，也能够经由连接部100顺畅地进行机舱4内的液压泵8与塔架2内的液压马达10之间的高压油及低压油的交换。
另外，在上述的第一结构例中，可以在第一流路及第二流路的至少一方的内部收纳从机舱4延伸到塔架2而设置的线缆。在此，线缆可以适用向液压泵8等那样配置在机舱4内的用电设备供电所使用的电力线缆或用于控制的通信线缆、与安装在机舱4侧的各种计测设备连接的信号线缆、或旋转叶片6B或机舱4遭雷击时使电逃散的避雷用线缆等的线缆。
如此，通过在第一流路及第二流路的至少一方收纳线缆，即使在机舱4回旋的情况下，也能够防止线缆的损伤。
图8是表示在本发明的实施方式的风力发电装置中适用的转体结构的第二结构例的图。
第二结构例中的转体结构的连接部100’使用第一双层管130及第二双层管140将收纳在机舱4内的液压泵8与设置在塔架2内的液压马达10连接。
第一双层管130固定于机舱4，第二双层管140固定于塔架2，第一双层管130及第二双层管140构成为能够相对旋转。
以下，说明第一双层管130及第二双层管140的具体的结构。
第一双层管130由在凸缘部通过螺栓135紧固的上侧构件131及下侧构件133构成。另外，在上侧构件131与下侧构件133的接合面设置有密封件136，确保液密性。上侧构件131在其上部具有经由高压侧第一配管31a而与液压泵8的排出侧连接的高压油入口。下侧构件133具有从与上侧构件131接合的凸缘部向下方垂下的内周侧圆筒部和外周侧圆筒部，在该外周侧圆筒部的侧面设有经由低压侧第一配管33a而与液压泵8的吸入侧连接的低压油出口。
并且，通过上侧构件131和下侧构件133的一部分（内周侧圆筒部）形成第一双层管130的第一内侧配管132。而且，通过下侧构件133的一部分（外周侧圆筒部）形成第一双层管130的第一外侧配管134。
另一方面，第二双层管140具有第二内侧配管142及设置在该第二内侧配管142的外周的第二外侧配管144。而且，在第二双层管140的下部设有与高压侧第二配管31b连接的高压油出口。此外，在第二双层管140的侧面设有与低压侧第二配管33b连接的低压油入口。
并且，第一双层管130旋转自如地与第二双层管140嵌合。通过如此嵌合的第一双层管130及第二双层管140，形成供高压油从机舱4侧朝向塔架2侧流动的内侧流路151、供低压油从塔架2侧向机舱4侧流动的外侧流路152。
如此，支承在机舱4侧的第一双层管130与第二双层管140旋转自如地连接，由此确保机舱4与塔架2之间的工作油的流动，且机舱侧配管31a、33a与塔架侧配管31b、33b能够进行相对的回旋。而且，通过第一内侧配管132及第二内侧配管142形成内侧流路151，通过第一外侧配管134及第二外侧配管144形成外侧流路152，低压油向外侧流路152流动，高压油向内侧流路151流动，因此能够分别确保从液压泵8朝向液压马达10的工作油的流动、及从液压马达10朝向液压泵8的工作油的流动。另外，在上述结构中，也可以使高压油向外侧流路152流动，并使低压油向内侧流路151流动。
另外，还可以具备轴承，该轴承将第一双层管130旋转自如地支承在第二双层管140上，并承受第一双层管130及第二双层管140的沿着长度方向的推力载荷及沿着径向的径向载荷的至少一方的载荷。例如，可以在第一内侧配管132的内壁面与第二内侧配管142的外壁面之间设置内侧轴承181。而且，可以在第一外侧配管134的内壁面与第二外侧配管144的外壁面之间设置外侧轴承182。
如此，通过轴承181、182将第一双层管130旋转自如地支承在第二双层管140上，由此不会妨碍与机舱4相伴的第一双层管130的回旋。而且，通过轴承能够可靠地承受第一双层管130的重量、由于在内侧流路151及外侧流路152中流动的高压油和低压油而产生的液压推力等的推力载荷或径向载荷。
根据上述结构，支承在机舱4侧的第一双层管130旋转自如地与第二双层管140连接，因此即使机舱4回旋，也能够经由第一双层管130和第二双层管140进行机舱4内的液压泵8与塔架2内的液压马达10之间的高压油及低压油的交换。
此外，第一双层管130与第二双层管140可以以第一内侧配管132及第二内侧配管142沿着长度方向相对地滑动自如且第一外侧配管134及第二外侧配管144沿着长度方向相对地滑动自如的方式嵌合。
如此，以第一内侧配管132相对于第二内侧配管142相对地沿着长度方向滑动自如、而且第一外侧配管134相对于第二外侧配管144相对地沿着长度方向滑动自如的方式使第一双层管130与第二双层管140嵌合，由此允许第一双层管130相对于第二双层管140在长度方向上移动，能够吸收第一双层管130及第二双层管140的油温上升等引起的热伸长。
在第一内侧配管132的管壁面与第二内侧配管142的管壁面之间优选设置有内侧密封件155。该内侧密封件155以夹在内侧流路151与外侧流路152之间的方式配置。如此，将对第一内侧配管132的管壁面与第二内侧配管142的管壁面之间密封的内侧密封件155以夹在内侧流路151与外侧流路152之间的方式配置，由此即使万一内侧密封件155的密封功能受损，在内侧流路151中流动的高压油也会向外侧流路152泄漏。由此，能够防止高压油的向外部的泄漏。
另外，优选在第一外侧配管134的管壁面与第二外侧配管144的管壁面之间设置一对外侧密封件156、与一对外侧密封件156之间连通的油槽158、及与油槽158连通的大气压罐170。
由此，即使万一对第一外侧配管134的管壁面与第二外侧配管144的管壁面之间进行密封的一对外侧密封件的密封功能受损，从外侧流路漏出的低压油也经由油槽158被导向大气压罐170。即，从外侧流路152泄漏的低压油在压力充分下降之后由大气压罐170回收。由此，能够防止低压油的向外部的泄漏。
此外，从抑制液压泵8的脉动的观点出发，优选在机舱4内在液压泵8与第一双层管130之间设置防脉动蓄能器160。
如此，通过将防脉动蓄能器160设置在机舱4内，防脉动蓄能器160与液压泵8的距离缩短，能够有效地防止液压泵8的脉动。另外，防脉动蓄能器160的容量可以比较小，因此能够充分地收纳在机舱4内。尤其是在本实施方式中，由于不是将液压马达10及发电机12设置在机舱4而是设置在塔架2侧，因此在机舱4内能够充分确保防脉动蓄能器160用的设置空间。
另外，也可以在第二双层管140与液压马达10之间设置液压储存蓄能器161。就此而言，在塔架内部空间设置从高压侧第二配管31b分支的分支流路165，并经由溢流阀166将液压储存蓄能器161与分支流路165连接。该液压储存蓄能器161具有比防脉动蓄能器160充分大的容量。液压储存蓄能器161例如在如下的目的下使用：突然猛刮的风吹动时为了吸收过剩的旋转能量而储存高压油的液压，或为了实现系统电压下降时的穿越功能而储存高压油的液压，或在风力发电装置的输出剩余时为了吸收过剩的旋转能量而储存高压油的液压。
以上，对本发明的实施方式进行了详细说明，但本发明并未限定于此，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然也可以进行各种的改良和变形。
此外，在上述的实施方式中，作为再生能量型发电装置的具体例，说明了风力发电装置1，但本发明也可以适用于风力发电装置以外的再生能量型发电装置。
例如，在利用了潮汐、海流或河流的发电装置，即，塔架从基端部朝向前端部在海中或水中沿着铅垂方向延伸并且通过旋转叶片承受潮汐、海流或河流来使主轴旋转那样的发电装置中可以适用本发明。

Claims (18)

1.一种再生能量型发电装置，从再生能量生成电力，所述再生能量型发电装置的特征在于，具备：
塔架；
设于所述塔架的前端部的机舱；
主轴，收纳于所述机舱，与旋转叶片一起旋转；
液压泵，收纳于所述机舱，安装于所述主轴；
液压马达，通过从所述液压泵供给的工作油来驱动；
发电机，与所述液压马达连结；以及
配管，使所述工作油在所述液压泵及所述液压马达之间循环，
所述液压马达收纳于所述机舱及所述塔架上部的至少一方，
所述发电机收纳于所述机舱及所述塔架上部的至少一方，并且
所述液压马达及所述发电机的至少一方配置在除了所述主轴及所述液压泵与所述机舱的壁面中的距所述旋转叶片较远的一侧的后端侧壁面之间的区域以外的空间。
2.根据权利要求1所述的再生能量型发电装置，其特征在于，
还具备偏航驱动装置，设置在所述机舱的下部，使所述机舱偏航回旋，
在所述偏航驱动装置的上方且所述液压泵的侧方配置有所述液压马达及所述发电机的至少一方。
3.根据权利要求2所述的再生能量型发电装置，其特征在于，
所述液压马达及所述发电机收纳在所述机舱内，所述液压马达与所述发电机相对地大致水平配置，并且
在所述液压泵的侧方配置有通过所述输出轴连结的所述液压马达及所述发电机的至少一部分。
4.根据权利要求1所述的再生能量型发电装置，其特征在于，
所述机舱相对于所述塔架设置成在偏航方向上旋转自如，
所述液压马达及所述发电机通过支承体支承在所述机舱侧，所述液压马达通过所述配管与所述液压泵连接成在偏航方向上不能相对位移，
通过输出轴连结的所述液压马达及所述发电机的至少一部分配置在所述塔架上部。
5.根据权利要求4所述的再生能量型发电装置，其特征在于，
所述液压马达收纳在所述机舱内，
以所述输出轴成为铅垂方向的方式分别配置所述液压马达及所述发电机。
6.根据权利要求2所述的再生能量型发电装置，其特征在于，
所述液压马达通过支承体支承在所述机舱侧且配置在所述塔架上部空间。
7.根据权利要求1所述的再生能量型发电装置，其特征在于，
还具备支承在所述塔架上的一个或多个支承体，
所述液压马达及所述发电机的至少一方固定于所述支承体，
与所述液压泵连接的所述配管和与所述液压马达连接的所述配管以相对地在偏航方向上旋转自如的方式连接。
8.根据权利要求7所述的再生能量型发电装置，其特征在于，
还具备：
多个第一配管，支承在所述机舱侧而与所述液压泵连接；以及
多个第二配管，位于比所述第一配管距所述机舱更远的一侧而与该第一配管嵌合，
支承在所述机舱侧的所述第一配管旋转自如地与所述第二配管连接，
从所述液压泵排出的高压油在至少一组的所述第一配管及所述第二配管连通而构成的第一流路中流动，
从所述液压马达排出的低压油在至少另一组的第一配管及第二配管连通而构成的第二流路中流动。
9.根据权利要求8所述的再生能量型发电装置，其特征在于，
在所述第一流路及所述第二流路的至少一方的内部收纳从所述机舱延伸到所述塔架而设置的线缆，
所述线缆由防止所述工作油侵入的保护管覆盖。
10.根据权利要求7所述的再生能量型发电装置，其特征在于，
具备：
第一双层管，具有与所述液压泵连接的第一内侧配管及第一外侧配管，支承在所述机舱侧并通过所述塔架内部朝向所述塔架的基端部延伸；以及
第二双层管，具有与所述液压马达连接的第二内侧配管及第二外侧配管，位于比所述第一双层管距所述机舱更远的一侧而与该第一双层管嵌合，
所述第一内侧配管与所述第二内侧配管连通，所述第一内侧配管与所述第二内侧配管一起形成内侧流路，
所述第一外侧配管与所述第二外侧配管连通，所述第一外侧配管与所述第二外侧配管一起形成外侧流路，
从所述液压马达排出而返回所述液压泵的低压油在所述内侧流路及所述外侧流路的一方中流动，
从所述液压泵排出而送向所述液压马达的高压油在所述内侧流路及所述外侧流路的另一方中流动，
支承在所述机舱侧的所述第一双层管旋转自如地与所述第二双层管连接。
11.根据权利要求10所述的再生能量型发电装置，其特征在于，
还具备内侧密封件，对所述第一内侧配管的管壁面与所述第二内侧配管的管壁面之间进行密封，
所述内侧密封件以夹于所述内侧流路与所述外侧流路之间的方式配置。
12.根据权利要求10所述的再生能量型发电装置，其特征在于，
具备：
一对外侧密封件，对所述第一外侧配管的管壁面与所述第二外侧配管的管壁面之间进行密封；
油槽，与所述一对外侧密封件之间连通；以及
与所述油槽连通的罐。
13.根据权利要求10所述的再生能量型发电装置，其特征在于，
还具备轴承，该轴承将所述第一双层管旋转自如地支承于所述第二双层管，承受所述第一双层管及所述第二双层管的沿着长度方向的推力载荷及沿着径向的径向载荷的至少一方的载荷。
14.根据权利要求10所述的再生能量型发电装置，其特征在于，
所述第一双层管和所述第二双层管嵌合使得所述第一内侧配管及所述第二内侧配管在长度方向上相对滑动自如且所述第一外侧配管及所述第二外侧配管在长度方向上相对滑动自如。
15.根据权利要求10所述的再生能量型发电装置，其特征在于，
还具备防脉动蓄能器，该防脉动蓄能器在所述机舱内设置在所述液压泵与所述第一双层管之间，防止所述液压泵的脉动。
16.根据权利要求7所述的再生能量型发电装置，其特征在于，
所述液压马达及所述发电机收纳在所述塔架内，
所述液压马达与所述发电机沿着大致铅垂方向配置。
17.根据权利要求1所述的再生能量型发电装置，其特征在于，所述再生能量型发电装置是风力发电装置，
所述塔架从基端部朝着前端部向铅垂方向上方延伸，并且通过所述旋转叶片承受风来使所述主轴旋转。
18.根据权利要求1所述的再生能量型发电装置，其特征在于，所述液压马达经由挠性接头与所述发电机连结。
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