CN103216395A - 包括抑振装置的风力发电装置及塔状建筑物的抑振装置 - Google Patents
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Abstract
一种包括抑振装置的风力发电装置及塔状建筑物的抑振装置,该风力发电装置包括:设置于地基上的塔体;支承于所述塔体的顶部且在内部具有上层电气设备的机舱;支承于所述机舱的正面的旋翼头;以及设置于所述塔体的上部或所述机舱的重量块缓冲型的抑振装置,所述抑振装置具有以横穿所述塔体的轴心的方式配置的平衡块,在所述平衡块上形成有供送电电缆插通的开口,所述送电电缆从所述机舱内的所述上层电气设备朝向配置于所述抑振装置下方的下层电气设备延伸。
Description
技术领域
本发明涉及包括抑振装置(振动抑制装置)的风力发电装置及塔状建筑物的抑振装置。
背景技术
以往,已知有一种风力发电装置,其包括设置于地基上的塔体、支承于上述塔体的顶部的机舱、支承于上述机舱的正面的旋翼头(例如参照专利文献1)。从机舱内的发电机朝向地基上的电气设备延伸出送电电缆。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2010-286422号公报
不过,在风力发电装置这样的塔状建筑物中,有时会在上述建筑物的上部设置重量块缓冲(mass damper)型的抑振装置。上述抑振装置结构简单且考虑到载置于建筑物的平衡块的重量,适于较小的振动的抑振,对于风力发电装置这样的容易因风而产生振动的塔状建筑物的抑振是优选的。另一方面,由于在风力发电装置的机舱周边,抑振装置的配置空间较少且还配置有上述送电电缆,因此怎样设置抑振装置成为一个技术问题。
发明内容
本发明的目的在于在包括抑振装置的风力发电装置及塔状建筑物的抑振装置中能有效地设置重量块缓冲型的抑振装置。
在本发明中,作为上述技术问题的解决方案,采用了以下技术方案。
即,本发明的第一方面的风力发电装置包括:设置于地基上的塔体;支承于上述塔体的顶部且在内部具有上层电气设备的机舱;支承于上述机舱的正面的旋翼头;以及设置于上述塔体的上部或上述机舱的重量块缓冲型的抑振装置,上述抑振装置具有以横穿上述塔体的轴心的方式配置的平衡块,在上述平衡块上形成有供送电电缆插通的开口,上述送电电缆从上述机舱内的上述上层电气设备朝向配置于上述抑振装置下方的下层电气设备延伸。
另外,本发明的第二方面的抑振装置是设于塔状建筑物上部的重量块缓冲型的抑振装置,包括:支承于塔状建筑物的顶部的上层电气设备;以及以横穿上述塔状建筑物的轴心的方式配置的平衡块,在上述平衡块上形成有供送电电缆插通的开口,上述送电电缆从上述上层电气设备朝向配置于上述抑振装置下方的下层电气设备延伸。
根据本发明的上述各方面,在抑振装置的配置空间较少的风力发电装置这样的塔状建筑物中,能将抑振装置的平衡块形成以横穿塔体的轴心的方式配置的板状来确保其体积,此外,能避开从支承于塔体顶部的上层电气设备开始朝向配置于抑振装置下方的下层电气设备延伸的送电电缆(不与送电电缆干涉)来设置上述平衡块。因此,能在塔状建筑物中有效地设置重量块缓冲型的抑振装置。此外,根据上述结构,能使送电电缆穿过塔状建筑物的轴心附近从上层电气设备连接到下层电气设备。因此,能有效地配置送电电缆,能实现送电电缆的缩短。
附图说明
图1是本发明实施方式的风力发电装置的侧视图。
图2A是设置于上述风力发电装置的抑振装置的侧视图。
图2B是图2A所示的抑振装置的仰视图。
图3是图2A的A-A剖视图。
图4是图2A的B-B剖视图。
图5是表示上述抑振装置的平衡块的最大移动状态的仰视图。
(符号说明)
1 风力发电装置(塔状建筑物)
2 地基
3 塔体
3a 顶部
C 轴心
4 机舱(nacelle)
5 旋翼头(rotor head)
7 发电机(上层电气设备)
11 发电控制盘(下层电气设备)
12 高压电缆(送电电缆)
13 抑振装置
27 平衡块
31 开口
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
如图1所示,风力发电装置(塔状建筑物)1包括:在设于地上或海上的地基2上设置的圆筒状的塔体3;被塔体3的顶部3a支承成能以塔体3的轴心(轴线)C为中心左右转动的机舱(风车主体)4;以及支承于机舱4的正面侧的旋翼头5。在机舱4内收容有增速机6及发电机(上层电气设备)7。旋翼头5在轮轴8的外周具有多个风车翼9。从轮轴8延伸到机舱4内的主轴5a与增速机6连接,从增速机6延伸出的输出轴6a与发电机7连接。
旋翼头5的旋转动力经由增速机6输入到发电机7,在发电机7中产生电力。发电机7所产生的电力被送至在塔体3的下部内设置于地基2上的发电控制盘(下层电气设备)11。在塔体3内插通有从发电机7朝向发电控制盘11延伸的高压电缆(送电电缆)12。在塔体3的上部内(或机舱4内)设置有重量块缓冲型的抑振装置13。
以下,参照图2A~图4对抑振装置13进行说明。另外,图中箭头UP表示上方,箭头FR表示前方,箭头LH表示左方。
抑振装置13具有:固定于塔体3的顶部内框架3b的下表面侧的圆盘状的上层支承板14;固定于上层支承板14的下表面侧的前后一对的X轴直动导轨15;被前后X轴直动导轨15分别支承成能左右移动的左右一对的X轴移动腿16;固定地支承于上层支承板14的下表面侧的X轴伺服马达17;被X轴伺服马达17经由连接器17a驱动的X轴滚珠丝杠机构18;以及固定有X轴滚珠丝杠机构18的可动元件(滚珠螺母18a)并分别固定有各X轴移动腿16的圆盘状的中层支承板21。
此外,抑振装置13具有:固定于中层支承板21的下表面侧的左右一对的Y轴直动导轨22;被左右的Y轴直动导轨22分别支承成能前后移动的前后一对的Y轴移动腿23;固定地支承于中层支承板21的下表面侧的Y轴伺服马达24;被Y轴伺服马达24经由连接器24a驱动的Y轴滚珠丝杠机构25;以及固定有Y轴滚珠丝杠机构25的可动元件(滚珠螺母25a)并分别固定有各Y轴直动导轨22的圆盘状的下层支承板26。
在下层支承板26的下表面侧固定支承有作为抑振装置13的重量块(质量体)的圆盘状的平衡块27。利用Y轴伺服马达24使上述平衡块27前后变位并利用X轴伺服马达17使该平衡块27左右变位,藉此能利用抑振装置13的重量块(质量体)的移动反力来降低风力发电装置1的振动。即,抑振装置13利用从致动器(各伺服马达17、24)施加的外力进行使重量块进行适于抑振的动作的主动抑振。
另外,图中符号28表示在上层支承板14的下表面侧的左右端部前后设成一对的X轴限位件。此外,图中符号28a表示在上层支承板14的下表面侧的左右,相对于各X轴限位件28的左右方向在内侧分开设置的X轴限位片。即,在上层支承板14的下表面侧的左右,在各X轴限位件28的左右方向上较设置X轴限位件28的位置靠近轴心C的位置上,X轴限位片28a彼此分开地设置。另外,图中符号29表示在中层支承板21的下表面侧的前后端部左右设成一对的Y轴限位件。此外,符号29a表示在中层支承板21的下表面侧的前后,相对于各Y轴限位件29的前后方向在内侧分开设置的Y轴限位片。即,在中层支承板21的下表面侧的前后,在各Y轴限位件29的前后方向上较设置Y轴限位件29的位置靠近轴心C的位置上,Y轴限位片29a彼此分开地设置。
在此,在平衡块27及各支承板14、21、26的从上下方向观察时的中央部分分别形成有从上下方向观察时呈矩形的开口31、32、33、34。各开口31、32、33、34形成于从上下方向观察时被各直动导轨15、22围起的范围内(在前后方向上被前后的X轴直动导轨15夹住,且在左右方向上被左右的Y轴直动导轨22夹住的范围)。利用上述各开口31、32、33、34,在抑振装置13的中央部分形成有可供上述高压电缆12上下插通的电缆插通路。另外,在顶部内框架3b上,在从上下方向观察时与上述各开口31、32、33、34重叠的范围内也形成有开口。
图5表示即便在平衡块27到达由X轴限位件28限定的左右方向的移动极限位置且到达由Y轴限位件29限定的前后方向的移动极限位置的情况下,也留有平衡块27的开口31(及下层支承板26的开口34)与上层支承板14的开口32及中层支承板21的开口33重叠的区域R的情况。利用该区域R,可使高压电缆12隔着足够的间隙插通。因此,能不费力地避开从支承于塔体3的顶部3a的上层电气设备开始在塔体3内朝下方延伸的高压电缆12来设置抑振装置13。
如以上说明所述,上述实施方式的风力发电装置1包括:设置于地基2上的塔体3;支承于上述塔体3的顶部3a的机舱4;支承于上述机舱4的正面的旋翼头5;以及设置于上述塔体3的上部或上述机舱4的重量块缓冲型的抑振装置13,上述抑振装置13具有以横穿上述塔体3的轴心C的方式配置的平衡块27,在上述平衡块27上形成有供高压电缆12插通的开口31,上述高压电缆12从上述机舱4内的发电机7朝向配置于上述抑振装置13下方的发电控制盘11延伸。
此外,上述实施方式的抑振装置13是设于风力发电装置1上部的重量块缓冲型的装置,上述风力发电装置1包括设置于地基2上的塔体3以及支承于上述塔体3的顶部3a的发电机7,此外,上述实施方式的抑振装置13具有以横穿上述塔体3的轴心C的方式配置的平衡块27,在上述平衡块27上形成有供高压电缆12插通的开口31,上述高压电缆12从上述发电机7朝向配置于上述抑振装置13下方的发电控制盘11延伸。
根据上述结构,在抑振装置13的配置空间较少的风力发电装置这样的塔状建筑物中,能将抑振装置13的平衡块27形成以横穿塔体3的轴心C的方式配置的板状来确保其体积,此外,能避开从支承于塔体3的顶部3a的发电机7开始朝向配置于抑振装置13下方的发电控制盘11延伸的高压电缆12(不与高压电缆12干涉)来设置上述平衡块27,因此,能在塔状建筑物中有效地设置重量块缓冲型的抑振装置13。
此外,根据上述结构,能使高压电缆12穿过塔体3的轴心C附近从发电机7连接到发电控制盘11。因此,能有效地配置高压电缆12,能实现高压电缆12的缩短。
另外,本发明并不限定于上述实施方式,例如也可采用进行不使用外力(致动器)而使重量块进行适于抑振的动作的被动抑振的抑振装置。
例如可考虑设置有X轴缓冲元件和Y轴缓冲元件的装置,在上述X轴缓冲元件中,使上述上层支承板14和中层支承板21经由能左右自由摆动的X轴振摆连接,并能对上述X轴振摆的振动周期进行调节,在上述Y轴缓冲元件中,使上述中层支承板21和下层支承板26经由能前后自由摆动的Y轴振摆连接,并能对上述Y轴振摆的振动周期进行调节。
此外,也可考虑从上述实施方式的结构中删除了各伺服马达17、24及滚珠丝杠机构18、25,在各移动腿16、23上连接弹簧等施力元件及缓冲元件的装置。
根据上述结构,能使平衡块进行适于抑振对象物的抑振的动作(将振摆的振动周期设定成与抑振对象物的固有振动频率同步),并能吸收振动能量(使振动衰减)。
另外,上述实施方式的结构是本发明的一例,可在不脱离上述发明思想的范围内进行各种变更。
Claims (2)
1.一种风力发电装置,包括:
设置于地基上的塔体;
支承于所述塔体的顶部且在内部具有上层电气设备的机舱;
支承于所述机舱的正面的旋翼头;以及
设置于所述塔体的上部或所述机舱的重量块缓冲型的抑振装置,
其特征在于,
所述抑振装置具有以横穿所述塔体的轴心的方式配置的平衡块,
在所述平衡块上形成有供送电电缆插通的开口,所述送电电缆从所述机舱内的所述上层电气设备朝向配置于所述抑振装置下方的下层电气设备延伸。
2.一种抑振装置,是设于塔状建筑物上部的重量块缓冲型的抑振装置,其包括:
支承于所述塔状建筑物的顶部的上层电气设备;以及
以横穿所述塔状建筑物的轴心的方式配置的平衡块,
其特征在于,
在所述平衡块上形成有供送电电缆插通的开口,所述送电电缆从所述上层电气设备朝向配置于所述抑振装置下方的下层电气设备延伸。
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