CN102996366A - 发电设备 - Google Patents

Abstract

一种发电设备，包括：输入转子，输入转子设置于加速装置的输出轴以能够与输出轴一起旋转；输出转子，输出转子设置于发电机的驱动轴以能够与驱动轴一起旋转；以及单向离合器，单向离合器设置在输入转子与输出转子之间。当输入转子的转速超过输出转子的转速时，单向离合器将输入转子与输出转子连接以与输入转子和输出转子一起旋转，并且单向离合器构造成当输入转子的转速下降到输出转子的转速以下时，解除输入转子和输出转子之间的连接。

Description

发电设备

技术领域

本发明涉及一种发电设备，在该发电设备中，主轴在外力作用下的旋转的速度通过加速装置增大以驱动发电机。

背景技术

加速装置用于风力发电设备以使风力由叶片接收以使连接至叶片的主轴旋转，并且使主轴的旋转的速度增大以驱动发电机。如图16中示出的，加速装置22包括行星齿轮机构203、高速齿轮机构204和输出轴205，行星齿轮机构203接收主轴200的旋转以增大速度，高速齿轮机构204接收通过行星齿轮机构203增大了速度的旋转并且进一步增大旋转的速度，输出轴205输出高速齿轮机构204的运行扭矩。

行星齿轮机构203构造成使得当联接至主轴200而能够一起旋转的输入轴203a旋转时，行星架203b也旋转，因而通过行星齿轮203c使太阳轮203d以增大的速度旋转，并且使旋转被传输至高速齿轮机构204的低速轴204a。高速齿轮机构204构造成当低速轴204a旋转时，通过低速齿轮204b和第一中间齿轮204c使中间轴204d以增大的速度旋转，并且进一步通过第二中间齿轮204e和高速齿轮204f使输出轴205以增大的速度旋转。作为用于以可旋转的方式支撑加速装置202的低速轴204a、中间轴204d和输出轴205的相应的轴承，常常使用滚子轴承206至211(例如，见日本专利申请公开No.2007-232186(JP 2007-232186A))。

此外，如下风力发电设备是已知的：该风力发电设备通过叶片接收风力以使连接至叶片的主轴旋转，并且增大主轴的转速以驱动发电机。例如如图16中示出的，用于增大主轴的旋转的速度的加速装置包括行星齿轮机构203、高速齿轮机构204和输出轴205，行星齿轮机构203增大从主轴200接收的旋转的转速，高速齿轮机构204进一步增大从行星齿轮机构203接收的旋转的速度，输出轴205输出高速齿轮机构204的运行扭矩。输出轴205联接至发电机的驱动轴(未示出)从而能够传输驱动力。

行星齿轮机构203构造成使得当主轴200的旋转被传输至输入轴203a时，行星架203b旋转，因而通过行星齿轮203c使太阳轮203d以增大的速度旋转，并且该旋转被传输至高速齿轮机构204的低速轴204a。此外，高速齿轮机构204构造成当旋转从行星齿轮机构203传输至低速轴204a时通过低速齿轮204b和第一中间齿轮204c使中间轴204d以增大的速度旋转，并且进一步通过第二中间齿轮204e和高速齿轮204f使输出轴205以增大的速度旋转。

作为用于以可旋转的方式支撑加速装置202的低速轴204a、中间轴204d和输出轴205的相应的轴承，常常使用滚子轴承206至211(例如，见JP 2007-232186A)。

发明内容

在风力发电设备中，在支撑以高速旋转的输出轴的滚子轴承中产生滚子的滚动接触面或者转动轮(turning wheel)的滚道面上的涂污效应(产生表面层咬粘的现象)，因而可能减少滚动轴承的寿命。本发明的目的是提供一种发电设备，其能够有效地防止在支撑加速装置的输出轴的滚动轴承中产生涂污效应(smearing)。

本申请的发明人热切地研究了涂污现象的产生机理。结果，本发明人发现，当主轴的转速由于风力的减小而快速减小时，发电机的驱动轴的转速在具有较重的重量的发电机的转子的惯性的作用下超过输出轴的转速，因而产生所谓的扭矩损失(载荷损失)，施加于支撑输出轴的滚子轴承的径向载荷通过扭矩损失而降低，滚子与保持滚子的保持器之间的滑动摩擦阻力超过滚子轴承的滚子与转动轮之间的滚动摩擦阻力，因此滚子的旋转被延迟。本发明人还发现，当主轴的转速由于风能的增大而从上述状态快速增大时，加入了来自于增大的转速的惯性矩，从而增大了施加于支撑输出轴的滚子轴承的径向载荷，因而在高载荷在此时施加于滚子的状态下，滚子在与转动轮的接触面上滑移，接触面的温度升高，由此产生涂污效应。本发明人基于这些发现完成本申请的发明。

本发明的方面涉及一种发电设备。该发电设备包括：加速装置，加速装置包括主轴、旋转传输机构以及滚子轴承，主轴通过外力而旋转，旋转传输机构接收主轴的旋转以增大主轴的转速，滚子轴承以可旋转的方式支撑输出轴，输出轴输出旋转传输机构的运行扭矩；发电机，发电机包括驱动轴，驱动轴通过接收输出轴的旋转而旋转，并且发电机构造成与随驱动轴一起旋转的转子的旋转相关联地发电；输入转子，输入转子设置于输出轴以能够与输出轴一起旋转；输出转子，输出转子设置于驱动轴以能够与驱动轴一起旋转，并且输出转子同心地布置在输入转子的径向内侧或径向外侧；以及单向离合器，单向离合器设置在输入转子与输出转子之间，单向离合器构造成当输入转子的转速超过输出转子的转速时，将输入转子与输出转子连接以与输入转子和输出转子一起旋转，并且单向离合器构造成当输入转子的转速下降到输出转子的转速以下时，解除输入转子与输出转子之间的连接。

根据如上所述进行构造的发电设备，当输入转子的转速超过输出转子的转速时，单向离合器能够将输入转子与输出转子连接以能够一起旋转，并且当输入转子的转速下降到输出转子的旋转速度以下时，单向离合器能够解除输入转子与输出转子之间的连接。也就是说，即使当输出轴的转速由于外力的降低而通过主轴快速地下降时，也能够防止发电机的转子的在惯性作用下的旋转通过驱动轴传输至输出轴。因此，能够抑制施加于支撑输出轴的滚子轴承的径向载荷的减小以及与径向载荷的减小相关联的滚子的旋转延迟。因此，当主轴的转速由于外力的变化而从上述状态快速地增大并且高载荷施加于滚子时，滚子几乎不在与转动轮的接触面上滑移，因而能够有效地防止产生滚子轴承上的涂污效应。

发电设备可以包括滚动轴承，滚动轴承设置在输入转子与输出转子之间并且构造成支撑输入转子和输出转子，使得输入转子和输出转子彼此相对旋转。单向离合器可以包括：内圈的外周面、外圈的内周面、以及布置在多个楔形空间中的每一个中的滚子，所述多个楔形空间形成在所述内圈的外周面与所述外圈的内周面之间。单向离合器可以构造成通过使滚子与内圈的外周面和外圈的内周面接合而将输入转子与输出转子连接，以与输入转子和输出转子一起旋转，并且单向离合器可以构造成通过断开滚子与内圈的外周面和外圈的内周面的接合而解除输入转子与输出转子之间的连接。在此情况下，由于当单向离合器的滚子与内圈外周面和外圈内周面的接合被断开时在内圈外周面与外圈内周面之间产生间隔，故而能够通过滚动轴承防止输入转子与输出转子沿径向方向彼此相对运动。因此，能够防止在发电设备的工作期间输入转子和输出转子沿径向方向振抖(rattle)。

单向离合器可以包括环形保持器，环形保持器构造成沿圆周方向以指定的间隔保持多个滚子，一对滚动轴承可以设置在输入转子与输出转子之间，并且所述一对滚动轴承可以布置在单向离合器的相应的轴向侧，使得所述一对滚动轴承中的每一个均与单向离合器相邻，并且所述一对滚动轴承中的每一个的轴向端均能够与单向离合器的环形保持器的轴向端面中相应的一个接触。在此情况下，单向离合器的保持器的轴向端面与一对滚动轴承的轴向端接触，因而能够限制保持器向轴向侧移动。

所述一对滚动轴承可以是一对圆柱滚子轴承，所述一对圆柱滚子轴承包括多个圆柱滚子以及与所述多个圆柱滚子的在轴向方向上的端面滑动接触的部分，并且环形保持器的轴向端面可以与所述一对圆柱滚子轴承中的所述部分接触。在此情况下，能够将滚动轴承的内圈肋用作限制保持器的轴向移动的构件，因此能够简化滚动轴承的结构。

单向离合器的外圈的内周面可以是圆柱面，圆柱滚子轴承可以包括圆柱滚子轴承的外圈的滚道面，圆柱滚子轴承在滚道面处滚动，输出转子可以布置在输入转子的径向外侧，并且单向离合器的外圈的内周面和滚道面可以形成在输出转子的内周面中。在此情况下，输出转子能够用作具有单向离合器的外圈内周面的外圈和具有相应的圆柱滚子轴承的外圈滚道面的外圈，因而能够简化整个风力设备的结构。

输出转子可以以可移除的方式固定于驱动轴并且布置成能够相对于输入转子在轴向方向上移动。在此情况下，当输出转子从驱动轴移除并且相对于输入转子沿轴向方向移动时，能够从输入转子移除输出转子。因此，单向离合器的外圈和圆柱滚子轴承的外圈能够同时移除，因此能够容易地完成单向离合器和圆柱滚子轴承的维护任务。在此情况下，无需移动发电机，因而能够更容易地完成维护任务。

根据本发明的发电设备，能够有效地防止在支撑加速装置的输出轴的滚子轴承中产生涂污效应。

在发电设备中，当发电机发生烧蚀时，驱动轴变得难以旋转，从输出轴到驱动轴的传输扭矩变得过高，并且加速装置接收过载荷，因而存在可能损坏加速装置的可能性。

本发明提供了一种发电设备，其能够有效地防止在支撑加速装置的输出轴的滚子轴承中产生涂污效应，以及在从输出轴到发电机的驱动轴的传输扭矩变得过高的情况下降低施加于加速装置的载荷。

在上述发电设备中，单向离合器可以设置有扭矩限制器，扭矩限制器构造成当从输入转子到输出转子的传输扭矩超过上限时解除输入转子与输出转子之间的连接。

根据如上所述进行构造的发电设备，当输入转子的转速超过输出转子的转速时，单向离合器能够使输入转子与输出转子连接以能够一起旋转，并且当输入转子的转速下降到输出转子的转速以下时，单向离合器能够解除输入转子与输出转子之间的连接。也就是说，即使当输出轴的转速由于外力的降低而通过主轴快速地下降时，也能够防止发电机的转子在惯性作用下的旋转通过驱动轴传输至输出轴。因此，能够抑制施加于支撑输出轴的滚子轴承的径向载荷的减小以及与径向载荷的减小相关联的滚子的旋转延迟。因此，当主轴的转速由于外力的变化而从上述状态快速地增大并且高载荷施加于滚子时，滚子几乎不在与转动轮的接触面上滑移，因而能够有效地防止产生滚子轴承上的涂污效应。

此外，单向离合器设置有扭矩限制器，因而当由于发电机的烧结而使驱动轴变得难以旋转并且从输出轴侧的输入转子到驱动轴侧的输出转子的传输扭矩超过上限时(输入转子连接至输出转子而被置于锁定状态)，扭矩限制器能够解除输入转子与输出转子之间的连接。因此，能够减小施加于加速装置的载荷，并且能够防止加速装置损坏。此外，因为单向离合器设置有扭矩限制器，因而与单向离合器和扭矩限制器单独地设置情况相比较，能够实现结构的简化和尺寸减小。

单向离合器可以包括：设置于输入转子和输出转子中的一个的外圈的内周面；设置于输入转子和输出转子中的另一个的内圈的外周面，内圈的外周面构造成与外圈的内周面在圆周方向上形成多个楔形空间；以及布置在所述多个楔形空间中的每一个中的滚子；单向离合器可以构造成通过使滚子与内圈的外周面和外圈的内周面接合而将输入转子与输出转子连接，以与输入转子和输出转子一起旋转，单向离合器可以构造成通过断开滚子与内圈的外周面和外圈的内周面的接合而解除输入转子与输出转子之间的连接；并且扭矩限制器可以设置有容置凹部，容置凹部形成在内圈的外周面中，并且当传输扭矩超过上限时，容置凹部容置与楔形空间分离的滚子，以断开滚子与内圈的外周面和外圈的内周面的接合。

根据上述结构，当从输入转子到输出转子的传输扭矩超过上限时，与楔形空间分离的滚子容置在容置凹部中，并且滚子与内圈外周面和外圈内周面的接合被断开。因而，能够适当地解除从输入转子到输出转子的连接。

内圈的外周面可以设置在输入转子中，并且扭矩限制器可以设置有防止分离装置，防止分离装置防止容置凹部中的滚子在由于输入转子的旋转造成的离心力的作用下与容置凹部分离。当输入转子在滚子容置在容置凹部中的状态下旋转并且滚子在离心力的作用下移动到容置凹部之外时，存在滚子与内圈外周面和外圈内周面再次接合的可能性。然而，本发明的扭矩限制器包括防止分离装置，防止分离装置防止滚子与容置凹部分离，因而能够解决这种问题。

防止分离装置可以构造成使得限制部在容置凹部的在圆周方向上的边缘中伸出，限制部限制容置在容置凹部中的滚子向径向外侧的移动。根据这种结构，如果滚子在由于输入转子的旋转造成的离心力的作用下向径向外侧与容置凹部分离，控制部变为防止分离的障碍物。因此，能够适当地防止滚子与内圈外周面和外圈内周面再次接合。

在内圈的外周面与外圈的内周面之间可以设置有构造成能够容置滚子的凹穴；在内圈的外周面与外圈的内周面之间可以设置有保持器和弹性构件，保持器构造成沿圆周方向以指定的间隔保持滚子，弹性构件构造成将凹穴中的滚子朝向楔形空间的变窄方向偏压；并且容置凹部可以形成为具有将滚子相对于弹性构件定位在径向内侧的深度。根据上述结构，当滚子与保持器的凹穴分离而进入容置凹部时，弹性构件延伸成定位在滚子的径向外侧。因此，如果滚子在与输入转子的旋转相关联的离心力的作用下向径向外侧与容置凹部分离，弹性构件则变为障碍物，并且能够防止分离。

弹性构件可以设置有阻挡构件，阻挡构件阻挡容置滚子的容置凹部的至少一部分。根据上述结构，当弹性构件设置在如上所述进入容置凹部中的滚子的径向外侧时，阻挡构件能够阻挡容置凹部的至少一部分，并且牢靠地防止滚子的分离。

根据本发明的发电设备，能够有效地防止在支撑加速装置的输出轴的滚子轴承中产生涂污效应，并且在从输出轴到发电机的驱动轴的传输扭矩变得过高的状态下，能够减小施加于加速装置的载荷。此外，根据本发明的单向离合器，当从输入轴到发电机的输出轴的传输扭矩变得过高时，能够优选地解除输入转子与输出转子之间的连接，另外能够防止滚子在由于输入转子的旋转产生的离心力的作用下与容置凹部分离以及滚子与内圈外周面和外圈内周面的接合。

在风力发电设备中，在支撑高速旋转的滚子轴承中产生滚子的滚动接触面或者转动轮的滚道面上的涂污效应(产生表面层咬粘的现象)，因而可能减少滚动轴承的寿命。本发明的目的是提供一种发电设备，其能够有效地防止在支撑加速装置的输出轴的滚动轴承中产生涂污效应。

发电设备可以包括惯性质量体，惯性质量体设置成能够与输出转子一起旋转。

根据如上所述进行构造的发电设备，当输入转子的转速超过输出转子的转速时，单向离合器能够将输入转子与输出转子连接以能够一起旋转，并且当输入转子的转速下降到输出转子的转速以下时，单向离合器能够解除输入转子与输出转子之间的连接。也就是说，即使当输出轴的转速由于外力的降低而通过主轴快速地下降时，也能够防止发电机的转子的在惯性作用下的旋转通过驱动轴传输至输出轴。因此，能够抑制施加于支撑输出轴的滚子轴承的径向载荷的减小以及与径向载荷的减小相关联的滚子的旋转延迟。因此，当主轴的转速由于外力的变化而从上述状态快速地增大并且高载荷施加于滚子时，滚子几乎不在与转动轮的接触面上滑移，因而能够有效地防止产生滚子轴承上的涂污效应。

此外，输出转子设置有惯性质量体以能够一起旋转，因而能够增大输出转子的惯性矩。因此，单向离合器解除输入转子与输出转子之间的连接，并且当输出转子由于转子的惯性而以减小的速度旋转时，由减速造成的角加速度变小。因此，能够防止输出转子的转速快速地减小。也就是说，即使当主轴的转速由于外力的减低而快速地下降时，发电机的转子也不会快速地减小与输出转子相关联的转速，而是在惯性的作用下继续旋转，因而能够增大转子的平均转速。因此，能够提高发电机的发电效率。

发电设备可以包括：滚动轴承，滚动轴承设置在输入转子与输出转子之间并且构造成支撑输入转子和输出转子，使得输入转子和输出转子彼此相对旋转。单向离合器可以包括：内圈的外周面、外圈的内周面、以及布置在多个楔形空间中的每一个中的滚子，所述多个楔形空间形成在内圈的外周面与外圈的内周面之间。单向离合器可以构造成通过使滚子与内圈的外周面和外圈的内周面接合而将输入转子与输出转子连接，以与输入转子和输出转子一起旋转。单向离合器可以构造成通过断开滚子与内圈的外周面和外圈的内周面的接合而解除输入转子与输出转子之间的连接。在此情况下，由于当单向离合器的滚子与内圈外周面和外圈内周面的接合断开时在内圈外周面与外圈内周面之间产生间隔，因而能够通过滚动轴承防止输入转子与输出转子沿径向方向的彼此相对移动。因此，能够防止在发电设备的工作期间输入转子和输出转子沿径向方向振抖。

单向离合器可以包括环形保持器，环形保持器构造成沿圆周方向以指定的间隔保持多个滚子，并且一对滚动轴承可以设置在输入转子与输出转子之间。所述一对滚动轴承可以布置在单向离合器的相应的轴向侧，使得所述一对滚动轴承中的每一个均与单向离合器相邻，并且所述一对滚动轴承中的每一个的轴向端均能够与单向离合器的环形保持器的轴向端面中相应的一个接触。在此情况下，单向离合器的保持器的轴向端面与一对滚动轴承的轴向端接触，因而能够限制保持器向轴向侧的移动。

所述一对滚动轴承可以是一对圆柱滚子轴承，所述一对圆柱滚子轴承包括多个圆柱滚子以及与所述多个圆柱滚子的在轴向方向上的端面滑动接触的部分，并且环形保持器的轴向端面可以与所述一对圆柱滚子轴承中的所述部分接触。在此情况下，滚动轴承的内圈肋能够用作限制保持器的轴向移动的构件，因而能够简化滚动轴承的结构。

单向离合器的外圈的内周面可以是圆柱面，圆柱滚子轴承可以包括圆柱滚子轴承的外圈的滚道面，圆柱滚子轴承在滚道面处滚动，输出转子可以布置在输入转子的径向外侧，并且单向离合器的外圈的内周面和滚道面可以形成在输出转子的内周面中。在此情况下，输出转子能够用作具有单向离合器的外圈内周面的外圈和具有相应的圆柱滚子轴承的外圈滚道面的外圈，因而能够简化整个风力设备的结构。

输出转子可以以可移除的方式固定于驱动轴并且布置成能够相对于输入转子在轴向方向上移动。在此情况下，当输出转子从驱动轴上移除并且相对于输入转子在轴向方向上移动时，能够从输入转子移除输出转子。因此，能够同时移除单向离合器的外圈和圆柱滚子轴承的外圈，因此能够容易地完成单向离合器和圆柱滚子轴承的维护任务。在此情况下，无需移动发电机，因而能够更容易地完成维护任务。

发电设备可以包括：电磁离合器，电磁离合器构造成在通电期间将输出转子与惯性质量体连接，使得输出转子与惯性质量体一起旋转，并且电磁离合器构造成在非通电期间解除输出转子与惯性质量体之间的连接；检测装置，检测装置构造成检测输出转子的转速；以及控制装置，控制装置构造成进行控制以在输出转子的旋转起动时将电磁离合器置于非通电状态，并且控制装置构造成进行控制以在输出转子的旋转起动之后当检测装置检测到输出转子达到指定转速时向电磁离合器通电。在此情况下，在旋转起动时在输出转子达到指定转速之前，电磁离合器不通电并且输出转子和惯性质量体之间的连接是解除的，因而能够减小使输出转子旋转直至指定转速所需的运行扭矩。因此，能够减小通过输出转子和驱动轴使转子旋转直至指定转速所需的时间，因而能够更多地提高发电机的发电效率。当在输出转子的旋转起动之后检测装置检测到输出转子达到指定转速时，电磁离合器通电，并且输出转子和惯性质量体连接从而能够一起旋转，因而能够增大输出转子的惯性矩。因此，当单向离合器解除输入转子与输出转子之间的连接时，发电机的转子不会快速地减小与输出转子相关联的转速而是继续在惯性的作用下旋转，因而能够增大转子的平均转速。因此，能够更多地提高发电机的发电效率。

发电设备可以包括：设置在输出转子与惯性质量体之间的粘性流体联接装置。粘性流体联接装置可以包括：i)粘性流体，粘性流体在输出转子的低速旋转期间，通过粘性阻力将输出转子的运行扭矩传输至惯性质量体，以及ii)离心式离合机构，离心式离合机构通过在输出转子的高速旋转期间利用与输出转子的高速旋转相关联的离心力而将输出转子的运行扭矩传输至惯性质量体。在此情况下，当输出转子在旋转的起动过程中以低速旋转时，输出转子的运行扭矩通过粘性流体的粘性阻力传输至惯性质量体，因此惯性质量体以低于输出转子的角加速度的角加速度增大速度。换言之，能够减小在输出转子的旋转起动时施加于输出转子的由惯性质量体产生的惯性扭矩，因此能够减小将输出转子的转速增大直至指定转速所需的运行扭矩。因此，能够减小通过输出转子和驱动轴使转子的转速增大直至指定转速所需的时间，因而能够提高发电机的发电效率。此外，当输出转子达到指定转速从而高速旋转时，输出转子的运行扭矩通过离心式离合器机构传输至惯性质量体。因此，输出转子和惯性质量体连接从而能够一起旋转，因而能够增大输出转子的惯性矩。因此，当单向离合器解除输入转子与输出转子之间的连接时，发电机的转子不会快速地减小与输出转子相关联的转速，而是在惯性的作用下继续旋转，因而能够增大转子的平均转速，并且能够更多地提高发电机的发电效率。

根据本发明的发电设备，能够有效地防止在支撑加速装置的输出轴的滚子轴承中产生涂污效应。

附图说明

本发明的特征、优点和工业重要性将在下文参照附图对本发明的示例性实施方式的详细描述中描述，其中相同的附图标记指示相同的元件，在附图中：

图1是示出根据本发明第一和第二实施方式的发电设备的示意性侧视图；

图2是示出了图1中示出的发电设备中的加速装置的滚子轴承的截面图；

图3是示出了根据第一实施方式并且在图1中示出的发电设备中的加速装置的输出轴与发电机的驱动轴之间的连接部的截面图；

图4是示出了根据第一和第三实施方式的发电设备中的单向离合器的截面图；

图5是示出了根据本发明第二实施方式并且在图1中示出的发电设备中的加速装置的输出轴与发电机的驱动轴之间的连接部的截面图；

图6是示出了根据第二实施方式并且在图1中示出的发电设备中的单向离合器的截面图；

图7是以放大比例示出了根据第二实施方式的单向离合器的一部分的截面图；

图8是以放大比例示出了在滚子容置在容置凹部中的状态下根据第二实施方式的单向离合器的一部分的截面图；

图9是示出了根据本发明第三实施方式的发电设备的示意性侧视图；

图10是示出了根据第三实施方式并且在图9中示出的发电设备中的加速装置的输出轴与发电机的驱动轴之间的连接部的截面图；

图11是示出了根据第三实施方式的发电设备中的输出转子的旋转波动的曲线图；

图12是示出了在图10中示出的输出轴和发电机的转子的旋转波动的曲线图；

图13是示出了根据本发明第四实施方式的风力发电设备中的加速装置的输出轴与发电机的驱动轴之间的连接部的截面图；

图14是示出了根据本发明第五实施方式的风力发电设备中的加速装置的输出轴与发电机的驱动轴之间的连接部的截面图；

图15是示出了图14中的风力发电设备中的输出转子和惯性质量体的旋转波动的曲线图；以及

图16是示出了加速装置的截面图。

具体实施方式

下面，将参照附图详细描述本发明的实施方式。图1是示出了根据本发明第一和第二实施方式的发电设备的示意性侧视图。本实施方式的发电设备为风力发电设备1。风力发电设备1包括主轴2、加速装置3和发电机4，主轴2通过接收风力(外力)而旋转，加速装置3联接至主轴2，发电机4联接至加速装置3。主轴2的旋转由加速装置3增速，发电机4由增速的旋转动力驱动。

在主轴2的顶端处，叶片(未示出)例如联接为能够一起旋转，并且叶片构造成接收风力以随主轴2一起旋转。发电机4具有驱动轴41、转子42和定子(未示出)，驱动轴41接收由加速装置3增速的旋转动力以旋转，转子42安装在发电机4中。转子42联接至驱动轴41以能够一起旋转，发电与驱动轴41的旋转和转子42的驱动相关联地进行。

加速装置3包括齿轮机构(旋转传输机构)30，齿轮机构30接收主轴20的旋转以增大转速。齿轮机构30包括行星齿轮机构31和高速齿轮机构32，高速齿轮机构32接收由行星齿轮机构31增速了的旋转并且进一步增大转速。行星齿轮机构31具有内齿轮(齿圈)31a、多个行星齿轮31b、以及太阳轮31c，所述多个行星齿轮31b由行星架(未示出)保持，行星架联接至主轴2以能够一起旋转，太阳轮31c与行星齿轮31b啮合。因此，当行星架与主轴2一起旋转时，太阳轮31c通过行星齿轮31b旋转，该旋转传输至高速齿轮机构32的低速轴33。

高速齿轮机构32包括低速轴33，低速轴33具有低速齿轮33a、中间轴34和输出轴35，中间轴34具有第一中间齿轮34a和第二中间齿轮34b，输出轴35具有高速齿轮35a。低速轴33由直径约为1m并且与主轴2同心地布置的大旋转轴形成。低速轴33的沿轴向方向的两端由滚子轴承36a和36b支撑以旋转。中间轴34布置在低速轴33上方。中间轴34的沿轴向方向的两端由滚子轴承37a和37b支撑以旋转。中间轴34上的第一中间齿轮34a与低速齿轮33a啮合，第二中间齿轮34a与高速齿轮35a啮合。输出轴35布置在中间轴34上方并且适于输出运行扭矩。输出轴35的一端35b和另一端(输出端)35c的沿轴向方向的侧部分别由滚子轴承38和39支撑以旋转。

根据上述结构，主轴2的旋转通过的行星齿轮机构31的齿数比、低速齿轮33a和第一中间齿轮34a之间的齿数比、以及第二中间齿轮34b和高速齿轮35a之间的齿数比分三个阶段增速。运行扭矩从输出轴35的输出端35c输出。因此，主轴2的在风力作用下的旋转由加速装置3分三个阶段增速并且适于驱动发电机4。

图2是示出了支撑输出轴35的一端35b的滚子轴承38的截面图。在图2中，滚子轴承38由圆柱滚子轴承形成，并且包括内圈38a、外圈38b、多个圆柱滚子38c、以及环形保持器38d，内圈38a配合并且固定在输出轴35上，外圈38b固定至壳体(未示出)，所述多个圆柱滚子38c放置在内圈38a和外圈38b之间以能够滚动，环形保持器38d沿圆周方向以指定的间隔保持相应的圆柱滚子38c。内圈38a、外圈38b和圆柱滚子38c由例如轴承钢制成。保持器38d由例如铜合金制成。

内圈38a具有形成在外周的轴向中心处的内圈滚道面38a1。外圈38b与内圈38a同心地布置并且具有外圈滚道面38b1和一对外圈肋38b2，外圈滚道面38b1形成在内周的轴向中心处，所述一对外圈肋38b2形成在外圈滚道面38b1的轴向侧。外圈滚道面38b1布置成面对内圈滚道面38a1。外圈肋38b2形成为从外圈38b的内周的沿轴向方向的两端延伸至沿径向方向的内侧。圆柱滚子38c的端面与外圈肋38b2滑动接触。

圆柱滚子38c放置在内圈38a的内圈滚道面38a1与外圈38b的外圈滚道面38b1之间以能够滚动。保持器38d具有一对环形部38d1和多个柱部38d2，环形部38d1沿轴向方向分开地放置，所述多个柱部38d2沿环形部38d1的轴向方向以相等的间隔放置以连接两个环形部38d1。在所述一对环形部38d1与相邻的柱部38d2之间分别形成有凹穴38d3，并且在凹穴38d3中放置有相应的圆柱滚子38c。

如图1中示出的，风力发电设备1进一步包括输入转子5、输出转子6、单向离合器7和一对滚动轴承8，输入转子5设置成能够随加速装置3的输出轴35一起旋转，输出转子6设置成能够随发电机4的驱动轴41一起旋转，单向离合器7设置在输入转子5与输出转子6之间，所述一对滚动轴承8设置在单向离合器7的轴向侧。单向离合器7和滚动轴承8构造成通过输入转子5和输出转子6将输出轴35的旋转传输至驱动轴41。此处，本实施方式的风力发电设备1构造成使得滚动轴承8被设置在单向离合器7的轴向侧；然而，滚动轴承8也可以设置在单向离合器7的仅一个轴向侧。

首先，将描述第一实施方式。图3是示出了加速装置3的输出轴35与发电机4的驱动轴4之间的连接部的截面图。在图3中，输入转子5与输出轴35同心地布置，并且从一个轴向端(图3的左端)至另一轴向端(图3的右端)依次具有凸缘部51、大直径部52和小直径部53。凸缘部51形成为向径向外侧延伸超过大直径部52的外周面并且以可移除的方式固定在输出轴35的输出端35c中。具体地，凸缘部51通过螺栓和螺母(未示出)以抵靠在凸缘部35c1的状态紧固在形成于输出端35c中的凸缘部35c1上。在小直径部53的端面与驱动轴41的凸缘部41a的端面之间形成有间隔S1。

输出转子6同心地布置在输入转子5的径向外侧并且具有圆柱部61和形成在圆柱部61的另一个轴向端(图3的右端)中的凸缘部62。凸缘部62形成为向径向外侧延伸超过圆柱部61的外周面并且以可移除的方式固定在驱动轴41的一端中。具体地，凸缘部62通过螺栓和螺母(未示出)以抵靠凸缘部41a的状态紧固在形成于驱动轴41的一端中的凸缘部41a上。

圆柱部61的内周面形成为圆柱面。用于密封圆柱部61与输入转子5的小直径部53之间的环形空间的环形密封构件10设置在圆柱部61的一个轴向端(图3的左端)的内周面与输入转子5的大直径部52的外周面之间的间隔中。在圆柱部61的一端侧的端面与输入转子5的凸缘部51的面对圆柱部61的所述端面的端面之间形成有间隔S2。因此，在输出转子6与驱动轴41分离的状态下，输出转子6能够相对于输入转子5运动至两个轴向侧。

图4是示出了单向离合器7的截面图。在图3和图4中，单向离合器7包括内圈71、外圈72和多个滚子73，滚子73设置在内圈71的外周面71a与外圈72的内周面72a之间。内圈71配装并且固定至输入转子5的小直径部53的轴向中心，并且构造成与小直径部53一起旋转。输出转子6的圆柱部61的轴向中心处的区域B设定为单向离合器7的外圈72。因此，内周面72a在区域B中形成在圆柱部61的内周面中。滚子73形成为圆柱形，在本实施方式中，在圆周方向上设置有8个滚子。

单向离合器7还包括环形保持器74和多个弹性构件75，环形保持器74沿圆周方向以指定的间隔保持相应的滚子73，弹性构件75将相应的滚子73朝向一个方向弹性地偏压。保持器74具有在轴向方向上彼此面对的一对环形部74a和多个柱部74b，柱部74b在轴向方向上在两个环形部74a之间延伸，并且在圆周方向上以相等间隔布置以连接两个环形部74a。在两个环形部74a与相邻的柱部74b之间形成有多个凹穴74c，相应的滚子73单独地容置在相应的凹穴74c中。弹性构件75形成有螺旋压缩弹簧并且单独地容置在保持器74的相应的凹穴74c中以安装在柱部74b中。

在图4中，在内圈71的外周面71a中形成有与滚子73数量相同(8个)的平的凸轮面71a1。外圈72的内周面72a形成为圆柱面。在内圈71的凸轮面71a1与外圈72的圆柱面之间在圆周方向上形成有多个(8个)楔形空间S。滚子73单独地布置在相应的楔形空间S中，弹性构件75朝向楔形空间S变窄的方向偏压滚子73。滚子73的外周面形成为接触面73a，接触面73a与内圈71的凸轮面71a1以及外圈72的圆柱面接触，接触面73a形成为沿宽度方向(轴向方向)是直的。单向离合器7放置在内圈71与外圈72之间设置有作为润滑剂的油脂的环境中，作为润滑剂的油脂由酯基油和尿素基增稠剂制成，并且几乎不受温度变化的影响。

在如上所述进行构造的单向离合器7中，在输入转子5以增大的速度旋转并且因而输入转子5的旋转速度超过输出转子6的旋转速度的情况下，内圈71在一个方向(图4的逆时针方向)上进行相对于外圈72的相对旋转。在此情况下，滚子73在弹性构件75的偏压力作用下向楔形空间S变窄的方向稍稍运动，滚子73的接触面73a与内圈71的外周面71a和外圈72的内周面72a接触(即，滚子73被压向内圈71和外圈72)，单向离合器7变为滚子73在内圈71与外圈72之间接合的状态。因此，内圈71和外圈72能够在一个方向上一起旋转，并且使输入转子5与输出转子6连接从而能够一起旋转。

在输入转子5的转速在增大之后变为恒定并且与输出转子6的转速相同的速度的情况下，滚子73保持为在内圈71与外圈72之间的接合状态。因此，单向离合器7沿一个方向保持内圈71和外圈72的共同旋转，输入转子5和输出转子6继续一起旋转。

另一方面，在输入转子5以减小的速度旋转并且因而输入转子5的转速下降到输出转子6的转速以下的情况下，内圈71在另一方向(图4的顺时针方向)与外圈72进行相对旋转。在此情况下，滚子73克服弹性构件75的偏压力在楔形空间S变宽的方向上稍稍运动，因此断开滚子73与内圈71和外圈72的接合。因此，断开了滚子73的接合，由此解除了输入转子5与输出转子6之间的连接。

在图3中，一对滚动轴承8分别设置在输入转子5的小直径部53与输出转子6的圆柱部61之间，并且将输入转子5和输出转子6支撑为彼此相对旋转。滚动轴承8布置在单向离合器7的彼此相邻的轴向侧，使得滚动轴承8的轴向端能够与单向离合器7的保持器74的在轴向端中的轴向端面接触。

滚动轴承8设置有内圈81、外圈82和圆柱滚子轴承，圆柱滚子轴承包括多个圆柱滚子83，圆柱滚子83放置在内圈81与外圈82之间从而能够滚动。内圈81具有内圈滚道面81a和内圈肋81b，内圈滚道面81a形成在外周中，内圈肋81b在内滚道面81a的轴向侧形成为朝向径向外侧伸出。圆柱滚子83的端面分别与内圈肋81b的内表面进行滑动接触。此外，内圈81b的与单向离合器7相邻的外表面81b1形成为接触面，该接触面与环形部74a的外表面、即单向离合器7的保持器74的轴向端面进行接触。

输出转子6的圆柱部61的轴向端面中的区域A和区域C设定为滚动轴承8的外圈82。外圈82的外圈滚道面82a形成在区域A和区域C的相应的内周面中。圆柱滚子83放置在外圈滚道面82a与内圈滚道面81a之间从而能够滚动。

根据如上文所述进行构造的风力发电设备1，当输入转子5的转速下降到输出转子6的转速以下时，设置在输入转子5与输出转子6之间的单向离合器7能够解除输入转子5与输出转子6之间的连接，其中，输入转子5与加速装置3的输出轴35一起旋转，输出转子6与发电机4的驱动轴41一起旋转。也就是说，当输出轴35的转速由于风力下降而通过主轴2迅速下降时，能够防止发电机4的转子42的在惯性作用下的旋转通过驱动轴41传输至输出轴35。因此，能够抑制施加于支撑输出轴35的滚子轴承38的径向载荷的减小以及与所述径向载荷的减小相关联的圆柱滚子38c的旋转延迟。因此，当主轴2的转速由于风力变化而迅速增大并且从上述状态而使高载荷施加于圆柱滚子38时，圆柱滚子38c几乎不在与内圈38a的接触面上滑动，因此能够有效地抑制在滚子轴承83上产生涂污效应。

此外，通过防止发电机4的转子42的在惯性作用下的旋转传输至输出轴35，能够降低施加于滚子轴承36a、36b、37a、37b、38、39等的载荷。因此，行星齿轮机构31的齿轮31b和31c、高速齿轮机构32的轴33至35、以及滚动轴承36a、36b、37a、37b、38和39全部能够实现尺寸降低，因此，能够减轻加速装置3的重量以及以低成本进行制造。另外，通过解除输入转子5与输出转子6之间的连接，发电机4的转子42在惯性的作用下继续旋转而没有迅速减速，因此能够增大转子42的平均转速。因此，能够提高发电机4的发电效率。

将转子支撑为能够彼此相对旋转的滚动轴承8设置在输入转子5与输出转子6之间。因此，通过解除单向离合器7中的滚子73、内圈71与外圈72之间的接合，当在楔形间隔S中产生滚子73与内圈71以及与外圈72之间的间隔时，滚动轴承8能够防止输入转子5与输出转子6沿径向方向彼此运动。因此，能够防止在风力发电设备1的工作期间输入转子5和输出转子6沿径向方向振抖。

因为一对滚动轴承8彼此相邻地布置在单向离合器7的轴向侧，并且单向离合器7的保持器74的轴向端面形成为能够与滚动轴承8的轴向端接触，所以能够限制保持器74向轴向侧的运动。具体地，因为单向离合器7的保持器74的轴向端面(环形部74a的外表面)与滚动轴承8的内圈肋81b接触，所以滚动轴承8的内圈肋81b也能够用作限制保持器74的轴向运动的构件。因此，能够简化滚动轴承8的结构。

此外，因为单向离合器7的外圈内周面72a和滚动轴承8的外圈滚道面82a形成在输出转子6的内周面中，所以输出转子6能够用作单向离合器7的外圈72和滚动轴承8的外圈82。因此，能够简化整个风力发电设备1的结构。因为，输出转子6以可移除的方式固定至发电机4的驱动轴41并且以能够相对于输入转子5沿轴向方向移动的方式布置，所以当将输出转子6从驱动轴41移除并且相对于输入转子5沿轴向方向移动时，能够从输入转子5移除输出转子6。因此，能够同时移除滚动单向离合器7的外圈72和滚动轴承8的外圈82，从而能够容易地完成单向离合器7和滚动轴承8的维护任务。在此情况下，无需移动发电机4，因此能够更容易地完成维护任务。

本发明并不局限于上述第一实施方式，并且能够适当变化地来实施。例如，在第一实施方式中，输入转子和输出转子作为单独的构件分别设置于输出轴和驱动轴；然而，输入转子和输出转子可以分别与输出轴和驱动轴一体地形成。输出转子布置在输入转子的径向外侧；然而，输出转子可以布置在输入转子的径向内侧。在此情况下，单向离合器可以在外圈内周面中形成有凸轮面，并且内圈外周面可以形成为圆柱面。另外，在此情况下，内圈外周面可以形成在输出转子的外周面中，并且输出转子可以用作内圈。

此外，输出转子形成为单向离合器的外圈和滚动轴承的外圈；然而，这些外圈可以作为单独的构件设置于输出转子。设置在输入转子与输出转子之间的滚动轴承构造成圆柱滚子轴承以便使输出转子沿轴向方向运动；然而，在输出转子不沿轴向方向运动的情况下，滚动轴承可以构造成球轴承。

单向离合器的保持器与滚动轴承的内圈接触；然而，滚动轴承的外圈可以作为单独的构件设置于输出转子，并且外圈可以与单向离合器的保持器接触。本实施方式的发电设备在利用风力作为外力的情况下进行了示例；然而，本实施方式的发电设备可以应用于利用其他外力例如水力或者热力进行发电的发电设备。

接下来，将描述关于单向离合器的第二实施方式的发电设备的结构。对该结构的描述的与第一实施方式重叠的部分不再重复。图5是示出了加速装置3的输出轴35与发电机4的驱动轴41之间的连接部的截面图。在图5中，输入转子5与输出轴35同心地布置并且从一个轴向端(图5的左端)向另一轴向端(图5的右端)依次具有凸缘部51、大直径部52a、中等直径部52b、以及小直径部52c。

凸缘部51形成为向径向外侧延伸超过大直径部52a的外周面，并且以可移除的方式固定在输出轴35的输出端35c中。具体地，凸缘部51通过螺栓和螺母(未示出)以抵靠在凸缘部35c1上的状态紧固在形成于输出轴35的输出端35c中的凸缘部35c1上。小直径部52c的端面与驱动轴41的凸缘部41a的端面之间形成有间隔S1。

输出转子6同心地布置在输入转子5的径向外侧，并且具有圆柱部61和凸缘部62，凸缘部62形成在圆柱部61的另一轴向端(图5的右端)中。凸缘部62形成为向径向外侧延伸超过圆柱部61的外周面并且以可移除的方式固定在驱动轴41的一端(图5的左端)中。具体地，凸缘部62通过螺栓和螺母(未示出)以抵靠在凸缘部41a上的状态紧固在形成于驱动轴41的一端中的凸缘部41a上。

圆柱部61的内周面形成为圆柱面。在圆柱部61的在一个轴向端(图5的左端)中的内周面与输入转子5的大直径部52a的外周面之间的间隔中设置有用于密封圆柱部61与中等直径部52b和小直径部52c之间的环形空间的环形密封构件10。在圆柱部61的在一端侧的端面与输入转子5的凸缘部51的面对圆柱部61的所述端面的端面之间形成有间隔S2。因此，在输出转子6与驱动轴41分离的状态下，输出转子6能够相对于输入转子5向两个轴向侧移动。

图6是示出了单向离合器7的截面图，图7是以放大比例示出了单向离合器7的一部分的截面图。在图5至图7中，单向离合器7包括内圈71、外圈72和多个滚子73，滚子73设置在内圈71的外周面71a与外圈72的内周面72a之间。内圈71配装并且固定至输入转子5的小直径部52c的左侧，并且构造成沿图6的箭头A的方向与小直径部52c一起旋转。输出转子6的圆柱部61的轴向中心处的区域B设定为单向离合器7的外圈72。因此，内周面72a在区域B中形成在圆柱部61的内周面中。滚子73形成为圆柱形，在本实施方式中，在圆周方向上设置有6个滚子。

在图6中，在内圈71的外周面71a中形成有与滚子73数量相同(6个)的平的凸轮面71a1。外圈72的内周面72a形成为圆柱面。在内圈71的凸轮面71a1与外圈72的圆柱面72a之间沿圆周方向形成有多个(6个)楔形空间S。滚子73单独地布置在相应的楔形空间S中，弹性构件75朝向楔形空间S变窄的方向(变窄方向)偏压滚子73。滚子73的外周面形成为与内圈71的凸轮面71a1和外圈72的圆柱面72a接触的接触面。单向离合器7放置在内圈71与外圈72之间设置有作为润滑剂的油脂的环境中，作为润滑剂的油脂由酯基油和尿素基增稠剂制成，并且几乎不受温度变化的影响。

在具有上述结构的单向离合器7中，在输入转子5以增大的速度旋转并且因而输入转子5的转速超过输出转子6的转速的情况下，内圈71沿一个方向(图6的箭头A的方向(逆时针方向))进行与外圈72的相对旋转。在此情况下，滚子73在弹性构件75的偏压力作用下向楔形空间S变窄的方向稍稍运动，滚子73的外周面与内圈71的外周面71a(凸轮面71a1)和外圈72的内周面72a接触(即，滚子73被压向内圈71和外圈72)，并且滚子73变为接合在内圈71与外圈72之间的状态。因此，内圈71和外圈72在箭头A的方向上一起旋转，并且使输入转子5与输出转子6连接从而能够一起旋转。

在输入转子5的转速在增大之后变为恒定并且与输出转子6的转速相同的速度的情况下，滚子73保持为在内圈71与外圈72之间的接合状态。因此，内圈71和外圈72在箭头A的方向上保持共同旋转，并且输入转子5和输出转子6继续一起旋转。

另一方面，在输入转子5以减小的速度旋转并且因而输入转子5的转速下降到输出转子6的转速以下的情况下，内圈71在另一方向(图6的箭头A的反方向(顺时针方向))上进行与外圈72的相对旋转。在此情况下，滚子73克服弹性构件75的偏压力在楔形空间S变宽的方向上稍稍运动，因此断开了滚子73的外周面与内圈71和外圈72的接合状态。因此，解除了输入转子5与输出转子6之间的连接。

作为第二实施方式的发电设备的风力发电设备1产生与第一实施方式的风力发电设备1相似的效果。

本实施方式的单向离合器7设置有扭矩限制器9。扭矩限制器9适于在从输入转子5传输至输出转子6的运行扭矩超过指定值(上限)的情况下解除输入转子5与输出转子6之间的连接。如上所述，单向离合器7构造成使得输入转子5以增大的速度沿箭头A的方向旋转，从而使滚子73接合在凸轮面71a1与外圈72的内周面72a之间并且使输出转子6在箭头A的方向上一起旋转。然而，当发电机4发生烧蚀并且驱动轴41变得难以旋转时，联接至驱动轴41的输出转子6也变得难以旋转，从输入转子5传输至输出转子6的运行扭矩变得过高。因此，联接在输入转子5的输出轴35与主轴2之间的加速装置3接收过载荷，并且存在加速装置3中的齿轮和轴承可能损坏的可能性。

本实施方式的扭矩限制器9设置成用于解决上述缺点，并且具有容置凹部91，该容置凹部91形成在内圈71的外周面71a中并且能够容置滚子73，如图6和图7中所示。容置凹部91形成在圆周方向上彼此相邻的凸轮面71a1之间的相应位置。因此，在本实施方式中形成有一共6个容置凹部91。与沿箭头A的方向相邻地布置的凸轮面71a1接触的滚子73适于在滚子73经过凸轮表面71a1的端部71a2时落入并且容置在容置凹部91中。

如图7中示出的，容置凹部91的底部91a形成为具有与滚子73的半径近似相同的半径的弧形面。在底部91a的圆周方向上形成的侧壁部91b1和91b2形成为彼此平行，并且形成为相对于沿径向方向的穿过单向离合器7的轴中心O和底部91a的曲率中心的假想线Y倾斜的倾斜面，使得侧壁部的径向外侧位于箭头A的方向上。因此，未容置在容置凹部91中并且位于凸轮面71a1与外圈72的内周面72a之间的滚子73附近的侧壁部91b1形成为在长度上较长，位于滚子73的远侧的侧壁部91b2形成为在长度上较短。此外，凸轮面71a1与侧壁部91b1之间的角度设定为90°或更大(例如，约90°至120°)。

容置凹部91形成为具有能够容纳整个滚子73的深度。因此，容置在容置凹部91中的滚子73被定位在相对于弹性构件75的径向内侧。弹性构件75设置有覆盖构件93。如图7中示出的，覆盖构件93形成为有底的方形管形状，从而围绕弹性构件75的一个圆周端面(位于滚子73一侧的端面)、径向外表面、径向内表面、以及轴向侧表面。覆盖一个圆周端面的部分93a与滚子73接触。覆盖弹性构件75的径向外表面的部分93b沿外圈72的内周面72a形成为弧形。氟碳聚合物覆层或者二硫化钼覆层被涂覆于部分93b，使得部分93b能够在与外圈72的内周面72a接触时平滑地滑动，因此减小了摩擦阻力。

当从输入转子5传输至输出转子6的运行扭矩超过上限时，滚子73从凸轮面71a1经过端部71a2，如图8所示落入容置凹部91中，并且与凸轮面71a1与外圈72的内周面72a之间的楔形空间S分离。因此，完全解除了输入转子5与输出转子6之间的连接，切断了两个转子之间的运行扭矩的传输。因此，输入转子5几乎不受载荷地旋转，能够降低施加于加速装置3的载荷，并且能够防止加速装置3受损。

只要在滚子73落入容置凹部91中之后主轴2旋转，输入转子5便在加速装置3的作用下以增大的速度继续旋转。然而，当滚子73在由输入转子5的旋转造成的离心力的作用下朝向径向外侧与容置凹部91分离并且再次接合在凸轮面71a1与外圈72的内周面72a之间时，输入转子5被连接至输出转子6而被锁定，并且加速装置3接收大的载荷。为了防止这种问题，本实施方式的扭矩限制器9设置有防止分离装置(防止分离部)，防止分离装置防止滚子73与容置凹部91分离。

具体地，防止分离装置构造成使得容置凹部91的一个侧壁部(即控制部，该控制部为圆周方向上的边缘)91b2朝向滚子73的径向外侧伸出。也就是说，如果滚子73在离心力的作用下移动到径向外侧(沿假想线Y的空心箭头B的方向)，则容置凹部91的侧壁部91b2变为滚子73的移动的障碍物，能够防止滚子73与容置凹部91分离。因为与箭头A的方向相反的惯性力通过输入转子5沿箭头A的方向的旋转而施加于滚子73，所以滚子73更加不容易与容置凹部91分离。

此外，防止分离装置也构造有弹性构件75和覆盖构件93。也就是说，当凸轮面71a1上的滚子73落入容置凹部91中时，凹穴74c中的弹性构件75延伸，将滚子73定位在弹性构件75和覆盖构件93的径向内侧，使容置凹部91的至少一部分被覆盖构件93阻挡。因此，如果滚子73在由于输入转子5的旋转造成的离心力作用下向径向外侧移动，则弹性构件75和覆盖构件93变为对滚子73的移动的障碍物，能够适当地防止滚子73与容置凹部91分离。特别地，通过将覆盖构件93设置于弹性构件75，能够牢靠地防止滚子73与容置凹部91分离。

在图5中，一对滚动轴承8分别设置在输入转子5的中等直径部52b与输出转子6的圆柱部61之间以及圆柱部61与中间环形本体53之间，中间环形本体53配装至输入转子5的小直径部52c从而能够一起旋转。所述一对滚动轴承8支撑输入转子5和输出转子6使输入转子5和输出转子6彼此相对旋转。滚动轴承8相邻地布置在单向离合器7的轴向侧，使得滚动轴承8的轴向端能够与单向离合器7的保持器74的轴向端面接触。

本发明不局限于上述第二实施方式，并且能够适当变化地实施。例如，在第二实施方式中，输出转子形成为单向离合器的外圈和滚动轴承的外圈；然而，这些外圈可以作为单独的构件设置于输出转子。另一方面，输入转子能够形成为单向离合器的内圈和滚动轴承的内圈。设置在输入转子与输出转子之间的滚动轴承构造成圆柱滚子轴承，以便使输出转子沿轴向方向移动；然而，在输出转子不沿轴向方向移动的情况下，滚动轴承可以构造成球轴承。

扭矩限制器的容置凹部可以不必形成为能够容纳整个滚子的深度，而是能够形成为比至少滚子的半径深。当容置凹部形成为比滚子的半径深时，控制部可以形成为不从内圈外周面伸出。单向离合器的保持器与滚动轴承的内圈接触；然而，滚动轴承的外圈可以作为单独的构件设置于输出转子，外圈可以与单向离合器的保持器接触。另外，本实施方式示例了利用风力作为外力的风力发电设备；然而，本发明可以应用于利用其他外力例如水力或者热力发电的发电设备。本发明的单向离合器也可应用于除发电设备以外的应用。

根据本发明的单向离合器的一个示例设置在输入转子与同心地布置在输入转子的径向外侧的输出转子之间，该单向离合器在输入转子的转速超过输出转子的转速的状态下使输入转子与输出转子连接从而能够一起旋转，以及在输入转子的转速下降至输出转子的转速以下的状态下解除输入转子与输出转子之间的连接。单向离合器包括外圈的内周面、内圈的外周面、滚子和扭矩限制器。外圈的内周面设置在输出转子侧。内圈的外周面设置在输入转子侧，并且在圆周方向上与外圈的内周面形成多个楔形空间。滚子设置在所述多个楔形空间中的每一个中，通过与内圈的外周面和外圈的内周面接合而使输入转子与输出转子连接从而能够一起旋转，以及通过断开接合解除连接。扭矩限制器包括容置凹部，容置凹部形成在内圈的外周面中，并且在从输入转子到输出转子的传输扭矩超过上限时容置与楔形空间分离的滚子，从而断开滚子与内圈的外周和外圈的内周面的接合。扭矩限制器设置有防止分离装置，防止分离装置防止容置凹部中的滚子在与输入转子的旋转相关联的离心力的作用下与容置凹部分离。

单向离合器包括扭矩限制器，因而当从输入转子到输出转子的传输扭矩超过上限(输入转子连接至输出转子而被置于锁定状态)时，扭矩限制器解除输入转子与输出转子之间的连接。在滚子容置在容置凹部中并且滚子在离心力的作用下移动离开容置凹部的状态下，当输入转子旋转时，滚子有可能与内圈外周面(即，内圈的外周面)和外圈内周面(即，外圈的内周面)再次接合。然而，作为本发明一个实例的扭矩限制器包括防止分离装置，该防止分离装置防止滚子与容置凹部分离，因而能够解决这种问题。

防止分离装置可以构造成使得对容置在容置凹部中的滚子的向径向外侧的移动进行控制的控制部在容置凹部的在圆周方向上的边缘中伸出。根据这种结构，如果滚子在由输入转子的旋转造成的离心力的作用下与容置凹部分离，则控制部变为防止所述分离的障碍物。因此，能够适当地防止滚子与内圈外周面和外圈内周面接合。

在内圈外周面与外圈内周面之间设置有保持器和弹性构件，保持器具有能够容置滚子的凹穴并且保持多个滚子的周向间隔，弹性构件具有压缩弹簧，压缩弹簧将凹穴中的滚子朝向楔形空间的变窄方向偏压。防止分离装置可以通过将容置凹部形成在能够将滚子相对于弹性构件定位在径向内侧的深度而进行构造。根据上述结构，当滚子与保持器的凹穴分离而进入容置凹部中时，弹性构件延伸成定位在滚子的径向外侧。因此，如果滚子在与输入转子的旋转相关联的离心力的作用下与容置凹部分离至径向外侧，则弹性构件变为障碍物，并且能够防止分离。

弹性构件可以设置有阻挡构件，阻挡构件阻挡容置滚子的容置凹部的至少一部分。根据上述结构，当弹性构件如上所述设置在进入容置凹部的滚子的径向外侧时，附接至弹性构件的阻挡构件能够阻挡容置凹部的至少一部分并且牢靠地防止滚子的分离。

下面，将参照附图详细描述本发明的第三至第五实施方式。图9是示出了根据本发明第三实施方式的风力发电设备的示意性侧视图。

在图9中，风力发电设备1还包括输入转子5、输出转子6、单向离合器7、一对滚动轴承8、以及惯性质量体9，输入转子5设置成能够与加速装置3的输出轴35一起旋转，输出转子6设置成能够与发电机4的驱动轴41一起旋转，单向离合器7设置在输入转子5与输出转子6之间，所述一对滚动轴承8设置在单向离合器7的轴向侧，惯性质量体9设置成能够与输出转子6一起旋转。单向离合器7和滚动轴承8构造成通过输入转子5和输出转子6将输出轴35的旋转传输至驱动轴41。此处，本实施方式的风力发电设备1构造成使得滚动轴承8设置在单向离合器7的轴向侧；然而，滚动轴承8可以仅设置在单向离合器7的一个轴向侧。

除了惯性质量体9以外，图10与图3相同。图4还示出了根据第三实施方式的单向离合器7。

在图9和图10中，惯性质量体9形成为圆柱形，配装并固定至输出转子6的圆柱部61上。惯性质量体9设计成使得通过以下等式(1)进行计算的由输出转子6的减速产生的角加速度ωdot a变得小于在实际使用环境下的由输出转子6的减速产生的角加速度ωdot b。

ωdot a＝T/I    (1)

其中，T是用于发电的扭矩，I是发电机和惯性质量体的转子的惯性矩。换言之，惯性质量体9设计成使得输出转子6和发电机4的转子42的惯性矩I变大以将上述等式(1)中的角加速度ωdot a降低为小于实际使用环境下的角加速度ωdot b。当将输出转子6的转速ωdot b的真实测量值绘制在曲线图上时，该值示出了以小的振幅上下变化的波形，如图11所示。因此，当将绘制为在振幅的峰值的微微上方通过的线D的斜率设定为实际使用环境下的角加速度ωdotb时，惯性质量体9能够以优选的方式进行设计。

图12是示出了加速装置3的输出轴和发电机4的转子42的旋转波动的曲线图。如图12中示出的，如果风力减小并且输出轴35的转速快速减小，则转子42不通过驱动轴41快速减小与输出转子6相关联的转速，而是以由惯性造成的渐变减速度旋转。因此，在风力快速波动的情况下，能够减小转子42的旋转波动。

如上所述进行构造的风力发电设备1产生与第一实施方式和第二实施方式的风力发电设备1相似的效果。

此外，输出转子6设置有惯性质量体9从而能够一起旋转，因而能够增大输出转子6的惯性矩I。因此，单向离合器7解除输入转子5与输出转子6之间的连接，并且当输出转子6以由转子42的惯性造成的减小的速度旋转时，由减速产生的角加速度ωdot a变小。因此，能够防止输出转子6的转速快速地减小。也就是说，即使风力减小并且主轴2的转速快速地减小，发电机4的转子42也在惯性的作用下继续与输出转子6一起旋转，因此能够有效地提高转子42的平均转速。因此，能够更多地提高发电机4的发电效率。

图13是示出了根据本发明第四实施方式的风力发电设备中的加速装置的输出轴与发电机的驱动轴之间的连接部。在图13中，本实施方式的风力发电设备1包括电磁离合器11、检测装置(检测部)12和控制装置(控制部)13，电磁离合器11将输出转子6与惯性质量体9连接从而能够在通电期间一起旋转，并且在非通电期间解除所述连接，检测装置12检测输出转子6的转速，控制装置13控制电磁离合器11的通电。

电磁离合器11包括离合器壳体14、多盘式离合器15、电磁体16和偏压构件17，离合器壳体14设置在输出转子6的圆柱部61与惯性质量体9之间，多盘式离合器15设置在离合器壳体14与圆柱部61之间，电磁体16设置在多盘式离合器15的一个轴向侧，偏压构件17设置在多盘式离合器15的另一轴向侧。离合器壳体14具有圆柱壳体本体14a和环形部14b，圆柱壳体本体14a配装并固定在圆柱部61中，环形部14b从壳体本体14a的一个轴向端向径向内侧延伸。

多盘式离合器15构造成使得多个外离合器盘15a和多个内离合器盘15b沿轴向方向交替地布置。外离合器盘15a通过花键配合在壳体本体14a的内周中安装成能够沿轴向方向移动。此外，内离合器盘15b通过花键配合在输出转子6的圆柱部61的外周上安装成能够沿轴向方向移动。

电磁体16构造有磁轭16a和线圈16b，磁轭16a的横截面形成为U形，线圈16b保持在轭16a中。磁轭16a固定至圆柱支撑构件19的外周，其中，圆柱支撑构件19固定至加速装置3的壳体。支撑构件19设置有滚动轴承20，滚动轴承20支撑惯性质量体9以便旋转。滚动轴承20形成为球轴承，其包括内圈20a、外圈20b和多个球(滚动元件)20c，内圈20a配装并固定到支撑构件19上，外圈20b配装并固定到惯性质量体9中，所述多个球(滚动元件)20c在内圈20a与外圈20b之间放置成能够滚动。滚动轴承20形成为利用球作为滚动元件的球轴承；然而，滚动轴承20可以形成为利用滚子作为滚动元件的滚子轴承。

偏压构件17由磁性物质形成，并且通过花键配合安装至壳体本体14a的内周中的图13所示的右端侧而能够沿轴向方向移动。此外，偏压构件17在弹性构件(未示出)的偏压力作用下向输出转子6的凸缘部62侧偏压，并且通过抵靠固定在壳体本体14a的内周中的止动环18而保持在图13中示出的非偏压位置。

根据上述结构，当电磁体16的线圈16b未通电时，偏压构件17在弹性构件的偏压力作用下保持在非偏压位置。因此，外离合器盘15a和内离合器盘15b不彼此紧密接触，或者多盘式离合器15处于“断开(OFF)”状态，因而解除输出转子6与惯性质量体9之间的连接。当电磁体16的线圈16b被通电时，偏压构件17克服弹性构件的偏压力被向电磁体16吸引，因此偏压构件17向离合器壳体14的环形部14b侧推动外离合器盘15a和内离合器盘15b。因此，外离合器盘15a和内离合器盘15b彼此紧密接触，或者多盘式离合器15处于“接通(ON)”状态，因此输出转子6和惯性质量体9连接成能够一起旋转。

检测装置12检测发电机4的在本实施方式中与输出转子6一起旋转的驱动轴41的转速，以检测输出转子6的转速。具体地，检测装置12构造有传感器，传感器设置向在图9中示出的发电机4的转子42的在图中的右侧伸出的驱动轴41附近并且检测驱动轴41的转速。检测装置12可以检测除驱动轴41之外的转子42、加速装置3的输出轴35、或者输出转子6本身的转速。此外，检测装置12可以使用检测驱动轴41或结合在发电机4中的转子42的转速的传感器，以控制发电机4的驱动。

当输出转子6开始旋转时，控制装置13控制电磁体16的线圈16b的通电。具体地，在输出转子6的旋转起动时，控制装置13控制成不向线圈16b通电，以解除输出转子6与惯性质量体9之间的连接。当检测装置12检测到在输出转子6的旋转起动之后输出转子6达到指定转速(例如，300rpm至500rpm)时，控制装置13控制成向线圈16b通电以使输出转子6与惯性质量体9连接成能够一起旋转。本实施方式的其他结构与第三实施方式的相同，因而不再重复地进行描述。

根据如上所述进行构造的风力发电设备1，在输出转子6在旋转起动时达到指定转速之前，电磁离合器11不被通电并且输出转子6与惯性质量体9之间的连接是解除的，因此能够减小使输出转子6旋转直至指定转速所需的运行扭矩。因此，能够减小通过输出转子6和驱动轴41使转子42旋转直至指定转速所需的时间，因而能够更多地提高发电机4的发电效率。当检测装置12检测到在输出转子6的旋转起动之后输出转子6达到指定转速时，电磁离合器11被通电，并且输出转子6和惯性质量体9连接成能够一起旋转，因而能够增大输出转子6的惯性矩。因此，当单向离合器7解除输入转子5与输出转子6之间的连接时，发电机4的转子42不会快速地减小与输出转子6相关联的转速，而是在惯性的作用下继续旋转，因而能够增大转子42的平均转速。因而能够更多地提高发电机4的发电效率。

图14是示出了根据本发明第五实施方式的风力发电设备中的加速装置的输出轴与发电机的驱动轴之间的连接部的截面图。在图14中，本实施方式的风力发电设备1包括粘性流体联接装置22作为对第四实施方式的电磁离合器11的替代。粘性流体联接装置22设置在输出转子6的圆柱部61与惯性质量体9之间，并且包括离合器壳体23、多个外离合器盘24a、多个内离合器盘24b、偏压构件25和球26。

离合器壳体23具有圆柱壳体本体23a和环形部23b，圆柱壳体本体23a配装并固定至圆柱部61中，环形部23b从壳体本体23a的一个轴向端向径向内侧延伸。壳体本体23a的另一轴向侧由覆盖构件27覆盖，覆盖构件27由环形板形成。离合器壳体23的环形部23b与圆柱部61之间的间隔中以及壳体本体23a与覆盖构件27之间的间隔中分别设置有环形密封构件28a和28b。在壳体本体23a与圆柱部61之间形成环形密封空间。

该密封空间中填充有诸如硅油的粘性流体，外离合器盘24a和内离合器盘24b沿轴向方向交替地布置。外离合器盘24a通过花键配合在壳体本体23a的内周中安装成能够沿轴向方向移动。此外，内离合器盘24b通过花键配合在输出转子6的圆柱部61的外周中安装成能够沿轴向方向移动。

偏压构件25通过花键配合安装至壳体本体23a的内周中的图14的右端侧而能够沿轴向方向移动。偏压构件25的一个侧表面形成有斜面25a，斜面25a倾斜成使得偏压构件25的沿轴向方向的厚度朝向径向外侧逐渐增大。因此，在偏压构件25的斜面25a与覆盖构件27之间形成朝向径向外侧变窄的楔形空间K。多个球26在圆周方向上容置在楔形空间K中。偏压构件25在弹性构件(未示出)的偏压力的作用下总是向输出转子6的凸缘部62侧偏压，并且通过抵靠球26保持在非偏压位置。在本实施方式中，离心式离合机构29构造有外离合器盘24a、内离合器盘24b、偏压构件25和球26。

根据上述结构，当在旋转的起动过程中输出转子6低速旋转时，施加于粘性流体联接装置22的球26的离心力小。因此，如图4中示出的，球26被定位在楔形空间K的径向内侧，偏压构件25通过弹性构件的偏压力保持在非偏压位置。因此，外离合器盘24a和内离合器盘24b彼此不紧密接触，或者离心式离合器机构29处于“断开”状态，因而输出转子6的运行扭矩通过粘性流体的粘性阻力传输至惯性质量体9。

在图14中，当输出转子6达到指定转速从而以高速旋转时，施加于粘性流体联接装置22的球26的离心力变大。因此，球26在离心力的作用下沿偏压构件25的斜面25a向楔形空间K的径向外侧移动。在此情况下，偏压构件25被球26向离合器壳体23的环形部23b侧推动，因此偏压构件25克服弹性构件的偏压力将外离合器盘24a和内离合器盘24b向环形部23b侧推动。因此，外离合器盘24a和内离合器盘24b彼此接触，或者离合器机构29处于“接通”状态，因而输出转子6的运行扭矩通过离心式离合机构29传输至惯性质量体9。

图15是示出了本实施方式的输出转子6和惯性质量体9的旋转波动的曲线图。如图15中示出的，当输出转子6在旋转起动过程中以低速旋转时，或者当输出转子6的运行扭矩通过粘性流体的粘性阻力传输至惯性质量体9时，惯性质量体9以比输出转子6的角加速度(图15中示出的实线的斜率)低的角加速度(图15中示出的虚线的斜率)增大速度。此外，当输出转子6达到指定速度ωc从而以高速旋转时，或者当输出转子6的运行扭矩通过离心式离合机构29传输至惯性质量体9时，惯性质量体9以相同的旋转速度ωc与输出转子6一起旋转。本实施方式的其他结构与第三和第四实施方式的相同，因此不重复进行描述。

根据如上所述进行构造的风力发电设备1，当输出转子6在旋转起动的过程中以低速旋转时，输出转子6的运行扭矩通过粘性流体的粘性阻力传输至惯性质量体9，因此惯性质量体9以比输出转子6的角加速度低的角加速度增大速度。换言之，能够减小在输出转子6旋转起动时施加于输出转子6的由惯性质量体9产生的惯性扭矩，因而能够减小将输出转子6的转速增大直至指定转速所需的运行扭矩。因此，能够减小通过输出转子6和驱动轴41将转子42转速增大直至指定转速所需的时间，因而能够提高发电机4的发电效率。此外，当输出转子6达到指定转速从而以高速旋转时，输出转子6的运行扭矩通过离心式离合机构29传输至惯性质量体9。因此，输出转子6和惯性质量体9连接成能够一起旋转，因而能够增大输出转子6的惯性矩。因此，当单向离合器7解除输入转子5与输出转子6之间的连接时，发电机4的转子42不会快速地减小与输出转子6相关联的转速，而是在惯性的作用下继续旋转，因而能够增大转子42的平均转速，并且能够更多地提高发电机4的发电效率。

本发明不局限于上文进行描述的上述实施方式，并且能够适当变化地来实施。例如，在本实施方式中，输入转子和输出转子作为单独的构件分别设置于输出轴和驱动轴；然而，输入转子和输出转子可以分别与输出轴和驱动轴一体地形成。输出转子布置在输入转子的径向外侧；然而，输出转子可以布置在输入转子的径向内侧。在此情况下，单向离合器形成为具有作为凸轮面的外圈内周面，内圈外周面可以形成为圆柱面。另外，在此情况下，内圈外周面可以形成在输出转子的外周面中，并且输出转子可以用作内圈。

此外，输出转子形成为单向离合器的外圈和滚动轴承的外圈；然而，这些外圈可以作为单独的构件设置于输出转子。设置在输入转子与输出转子之间的滚动轴承构造成圆柱滚子轴承以便使输出转子沿轴向方向移动；然而，在输出转子不沿轴向方向移动的情况下，滚动轴承可以构造成球轴承。

单向离合器的保持器与滚动轴承的内圈接触；然而，滚动轴承的外圈可以作为单独的构件设置于输出转子，该外圈可以与单向离合器的保持器接触。本实施方式的发电设备在利用风力作为外力的情况下进行了示例；本实施方式的发电设备可以是应用于利用其他外力例如水力或者热力进行发电的发电设备。

在第三实施方式中，惯性质量体作为单独的构件设置于输出转子；然而，惯性质量体可以与输出转子一体地形成。此外，当输出转子布置在输入转子的径向内侧时，惯性质量体可以设置在输出转子的轴向端中，从而不与单向离合器或者滚动轴承干涉。

Claims (20)

1.一种发电设备，包括：

加速装置，所述加速装置包括主轴、旋转传输机构以及滚子轴承，所述主轴通过外力而旋转，所述旋转传输机构接收所述主轴的旋转以增大所述主轴的转速，所述滚子轴承以可旋转的方式支撑输出轴，所述输出轴输出所述旋转传输机构的运行扭矩；

发电机，所述发电机包括驱动轴，所述驱动轴通过接收所述输出轴的旋转而旋转，并且所述发电机构造成与随所述驱动轴一起旋转的转子的旋转相关联地发电；

所述发电设备的特征在于还包括：

输入转子，所述输入转子设置于所述输出轴以能够与所述输出轴一起旋转；

输出转子，所述输出转子设置于所述驱动轴以能够与所述驱动轴一起旋转，并且所述输出转子同心地布置在所述输入转子的径向内侧或径向外侧；以及

单向离合器，所述单向离合器设置在所述输入转子与所述输出转子之间，所述单向离合器构造成当所述输入转子的转速超过所述输出转子的转速时，将所述输入转子与所述输出转子连接以与所述输入转子和所述输出转子一起旋转，并且所述单向离合器构造成当所述输入转子的转速下降到所述输出转子的转速以下时，解除所述输入转子与所述输出转子之间的连接。

2.根据权利要求1所述的发电设备，还包括：

滚动轴承，所述滚动轴承设置在所述输入转子与所述输出转子之间并且构造成支撑所述输入转子和所述输出转子，使得所述输入转子和所述输出转子彼此相对旋转；

其中，所述单向离合器包括：内圈的外周面；外圈的内周面；以及布置在多个楔形空间中的每一个中的滚子，所述多个楔形空间形成在所述内圈的外周面与所述外圈的内周面之间，

所述单向离合器构造成通过使所述滚子与所述内圈的外周面和所述外圈的内周面接合而将所述输入转子与所述输出转子连接，以与所述输入转子和所述输出转子一起旋转，并且

所述单向离合器构造成通过断开所述滚子与所述内圈的外周面和所述外圈的内周面的接合而解除所述输入转子与所述输出转子之间的连接。

3.根据权利要求2所述的发电设备，其中，

所述单向离合器包括环形保持器，所述环形保持器构造成沿圆周方向以指定的间隔保持多个所述滚子，

一对所述滚动轴承设置在所述输入转子与所述输出转子之间，并且

所述一对滚动轴承布置在所述单向离合器的相应的轴向侧，使得所述一对滚动轴承中的每一个均与所述单向离合器相邻，并且所述一对滚动轴承中的每一个的轴向端均能够与所述单向离合器的所述环形保持器的轴向端面中相应的一个接触。

4.根据权利要求3所述的发电设备，其中，

所述一对滚动轴承是一对圆柱滚子轴承，所述一对圆柱滚子轴承包括多个圆柱滚子以及与所述多个圆柱滚子的在轴向方向上的端面滑动接触的部分，并且

所述环形保持器的所述轴向端面与所述一对圆柱滚子轴承中的所述部分接触。

5.根据权利要求4所述的发电设备，其中，

所述单向离合器的所述外圈的内周面是圆柱面，

所述圆柱滚子轴承包括所述圆柱滚子轴承的外圈的滚道面，所述圆柱滚子轴承在所述滚道面处滚动，

所述输出转子布置在所述输入转子的径向外侧，并且

所述单向离合器的所述外圈的内周面和所述滚道面形成在所述输出转子的内周面中。

6.根据权利要求5所述的发电设备，其中，

所述输出转子以可移除的方式固定于所述驱动轴并且布置成能够相对于所述输入转子在轴向方向上移动。

7.根据权利要求1所述的发电设备，其中，

所述单向离合器设置有扭矩限制器，所述扭矩限制器构造成当从所述输入转子到所述输出转子的传输扭矩超过上限时解除所述输入转子与所述输出转子之间的连接。

8.根据权利要求7所述的发电设备，其中，

所述单向离合器包括：设置于所述输入转子和所述输出转子中的一个的外圈的内周面；设置于所述输入转子和所述输出转子中的另一个的内圈的外周面，所述内圈的外周面构造成与所述外圈的内周面在圆周方向上形成多个楔形空间；以及布置在所述多个楔形空间中的每一个中的滚子，

所述单向离合器构造成通过使所述滚子与所述内圈的外周面和所述外圈的内周面接合而将所述输入转子与所述输出转子连接，以与所述输入转子和所述输出转子一起旋转，

所述单向离合器构造成通过断开所述滚子与所述内圈的外周面和所述外圈的内周面的接合而解除所述输入转子与所述输出转子之间的连接，并且

所述扭矩限制器设置有容置凹部，所述容置凹部形成在所述内圈的外周面中，并且当所述传输扭矩超过所述上限时，所述容置凹部容置与所述楔形空间分离的所述滚子，以断开所述滚子与所述内圈的外周面和所述外圈的内周面的接合。

9.根据权利要求8所述的发电设备，其中，

所述内圈的外周面设置在所述输入转子中，并且

所述扭矩限制器设置有防止分离装置，所述防止分离装置防止所述容置凹部中的所述滚子在由于所述输入转子的旋转造成的离心力的作用下与所述容置凹部分离。

10.根据权利要求9所述的发电设备，其中，

所述防止分离装置构造成使得限制部在所述容置凹部的在圆周方向上的边缘中伸出，所述限制部限制容置在所述容置凹部中的所述滚子向径向外侧的移动。

11.根据权利要求9或10所述的发电设备，其中，

在所述内圈的外周面与所述外圈的内周面之间设置有构造成能够容置所述滚子的凹穴，

在所述内圈的外周面与所述外圈的内周面之间设置有保持器和弹性构件，所述保持器构造成沿圆周方向以指定的间隔保持所述滚子，所述弹性构件构造成将所述凹穴中的所述滚子朝向所述楔形空间的变窄方向偏压，并且

所述容置凹部形成为具有将所述滚子相对于所述弹性构件定位在径向内侧的深度。

12.根据权利要求11所述的发电设备，其中，

所述弹性构件设置有阻挡构件，所述阻挡构件阻挡容置所述滚子的所述容置凹部的至少一部分。

13.根据权利要求1所述的发电设备，还包括：

惯性质量体，所述惯性质量体设置成能够与所述输出转子一起旋转。

14.根据权利要求13所述的发电设备，还包括：

滚动轴承，所述滚动轴承设置在所述输入转子与所述输出转子之间并且构造成支撑所述输入转子和所述输出转子，使得所述输入转子和所述输出转子彼此相对旋转；

其中，所述单向离合器包括：内圈的外周面；外圈的内周面；以及布置在多个楔形空间中的每一个中的滚子，所述多个楔形空间形成在所述内圈的外周面与所述外圈的内周面之间，

所述单向离合器构造成通过使所述滚子与所述内圈的外周面和所述外圈的内周面接合而将所述输入转子与所述输出转子连接，以与所述输入转子和所述输出转子一起旋转，并且

所述单向离合器构造成通过断开所述滚子与所述内圈的外周面和所述外圈的内周面的接合而解除所述输入转子与所述输出转子之间的连接。

15.根据权利要求14所述的发电设备，其中，

所述单向离合器包括环形保持器，所述环形保持器构造成沿圆周方向以指定的间隔保持多个所述滚子，

一对所述滚动轴承设置在所述输入转子与所述输出转子之间，并且

所述一对滚动轴承布置在所述单向离合器的相应的轴向侧，使得所述一对滚动轴承中的每一个均与所述单向离合器相邻，并且所述一对滚动轴承中的每一个的轴向端均能够与所述单向离合器的所述环形保持器的轴向端面中相应的一个接触。

16.根据权利要求15所述的发电设备，其中，

所述一对滚动轴承是一对圆柱滚子轴承，所述一对圆柱滚子轴承包括多个圆柱滚子以及与所述多个圆柱滚子的在轴向方向上的端面滑动接触的部分，并且

所述环形保持器的所述轴向端面与所述一对圆柱滚子轴承中的所述部分接触。

17.根据权利要求16所述的发电设备，其中，

所述单向离合器的所述外圈的内周面是圆柱面，

所述圆柱滚子轴承包括所述圆柱滚子轴承的外圈的滚道面，所述圆柱滚子轴承在所述滚道面处滚动，

所述输出转子布置在所述输入转子的径向外侧，并且

所述单向离合器的所述外圈的内周面和所述滚道面形成在所述输出转子的内周面中。

18.根据权利要求17所述的发电设备，其中，

所述输出转子以可移除的方式固定于所述驱动轴并且布置成能够相对于所述输入转子在轴向方向上移动。

19.根据权利要求13至18中任一项所述的发电设备，还包括：

电磁离合器，所述电磁离合器构造成在通电期间将所述输出转子与所述惯性质量体连接，使得所述输出转子与所述惯性质量体一起旋转，并且所述电磁离合器构造成在非通电期间解除所述输出转子与所述惯性质量体之间的连接；

检测装置，所述检测装置构造成检测所述输出转子的转速；以及

控制装置，所述控制装置构造成进行控制以在所述输出转子的旋转起动时将所述电磁离合器置于非通电状态，并且所述控制装置构造成进行控制以在所述输出转子的旋转起动之后当所述检测装置检测到所述输出转子达到指定转速时向所述电磁离合器通电。

20.根据权利要求13至18中任一项所述的发电设备，还包括：

设置在所述输出转子与所述惯性质量体之间的粘性流体联接装置，

所述粘性流体联接装置包括：i)粘性流体，所述粘性流体在所述输出转子的低速旋转期间，通过粘性阻力将所述输出转子的运行扭矩传输至所述惯性质量体，以及ii)离心式离合机构，所述离心式离合机构通过在所述输出转子的高速旋转期间利用与所述输出转子的高速旋转相关联的离心力而将所述输出转子的运行扭矩传输至所述惯性质量体。

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