JP2003527535A - 風力発電装置の調整可能ロータの取付け - Google Patents
風力発電装置の調整可能ロータの取付けInfo
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Abstract
Description
ット軸受における協働軸受部品間の少しの相対的運動により大きな軸方向の力お
よび大きな曲げモーメントを伝動するための転がり軸受によって、風力発電装置
のロータハブに調整可能なロータブレードを取り付けることに関する。
て知られている。公知なように、転がり軸受の利点は、協働する軸受部品間の相
対的運動に対抗する(摩擦)抵抗が低レベルであるということである。これは、
例えば調整駆動装置に使用されるようなピボット軸受に対してもまさに当てはま
る。というのも、平軸受とは異なり、静止位置から外れる各枢動運動において、
静止摩擦抵抗(摺動摩擦よりも大きい)を克服する必要がないからである。一方
、多点軸受は、平軸受に比べて、大きな軸方向の力かつ特定の大きな曲げモーメ
ントに対する感度がかなり低い。転がり軸受が直径の大きいものでなければなら
ない場合、その影響は特に深刻になり、曲げモーメントにより軸受軌道輪または
リングの半径方向の相対的な変位が生じる。よって、ボールベアリング装置の場
合、接触を6%(ボールの直径からの軌道の直径のずれ)とすると、軸受軌道輪
が互いに0.56mmだけ半径方向に変位された場合、軌道におけるボールの圧力
角は45°から85°に変化し、従って、ボールは尚いっそう軸受軌道輪の縁で
回転する。
ような調整駆動に相当する。公知なように、効率および安全のため、ロータの回
転中、ピッチ角は各風速に依存して変更されなければならない。DE 196 34 059
は、中空ロータブレードのためのロータブレード取付けを開示しており、この取
付けは、軸方向に変位される直径が同じ2つのボールベアリングからなり、共通
の連結線が回転軸に対して同心円上に延在するので、半径方向の力は良好に伝え
られるが軸方向の力は限定的にのみ伝えられる。しかしながら動作中には、各ロ
ータブレードに長手方向軸(この軸を中心としてロータブレードはピッチ角の調
整の際に枢動される)方向に相当な力が掛かり、ロータブレードにはさらに相当
な曲げモーメントも掛かり、ロータハブへのロータブレードのピボット取付けは
、頻繁な枢動には関わりなく、これに耐えなければならない。
ある。
位される2列の転動体を確動的にロックする関係で受ける一方の協働軸受部品の
ための軸受軌道輪と、これらの転動体をU字形状の断面で受け抱える他方の協働
軸受部品のための軸受軌道輪を具備する転がり軸受において、前記他方の協働軸
受部品を形成するロータブレードのための軸受軌道輪が、互いに独立してロータ
ブレードに固定された直径の異なる2つのリングからなる転がり軸受において達
成される。この構成により一方では、事実上、3軌道輪の転がり軸受が提供され
、前記他方の協働軸受部品に固定された中央軌道輪は、曲げモーメント(および
軸方向力)の発生により、互いに対してほぼ直角方向に延び、それにより自動的
に左右対称とされる方向の圧力を2つの外側軌道輪(または受け抱える軸受軌道
輪の軌道輪部)から受け、従って、これらの圧力はそれぞれ軸受軌道の四分円の
中央領域に残るが、その一方で、ロータブレードからの力が2つの外側軌道輪(
または軌道輪部)に同時に印加され、従って、取付け部とロータブレード基部に
対する負荷がより均一になる。2つの外側軌道輪およびこれらを連結する円形リ
ングまたは軌道輪からの前記抱受軸受軌道輪の形成は、EP 0 158 015 A2から公
知である。
方の軸受軌道輪の、2つの軌道輪の一方に固定されていることが好ましい。2列
の転動体は、特に、互いに同心円上に並べられている。しかし、それらが軸方向
に変位されることも可能である。
添付の請求項の主題である。図面により実施例を図示する。
を中心として回転可能なように、ロータハブを担持する支柱(これも図示せず)
の先端に取り付けられている。ロータブレードハブ連結部2の半径方向外側部の
みが図示されているが、これがハブの中央部に複数個、その外周に沿って均等に
分散されて取り付けられている。ロータブレードハブ連結部2(ロータ軸1を中
心としてロータハブと共に回転する)はほぼ管状で、直径は、図示された例では
ロータブレード3の円形“基部”に対応して3.5mである。ロータブレード3
は、ロータブレードの長手方向軸5周りに枢動できるように、軸受4によってハ
ブ連結部2に取り付けられている。軸受4の外側軸受リングまたは軌道輪10は
、全体として参照番号8で識別される調整駆動装置(ロータブレードのピッチ角
調整用)の電気モータ6によって駆動されるピニオン7が噛合する外側歯状構造
11を担持している。モータ6(および伝動装置6a)は、ハブ連結部2に固定
状態で連結された保持装置9に固定されている。
第3の軸受軌道輪13を有している。一方では軸受軌道輪10と13の間に、ま
た他方では軸受軌道輪12と13の間に、ボール14の列が配置されている。中
央軸受軌道輪13は、ねじ15によってハブ連結部2にねじ付けされている。軸
受軌道輪10と12は、一部は中空のロータブレード3を終端接続する円形リン
グ16の形状をしたブレードリングに、また一部は−円形リング16を貫通して
−ロータブレード3自身に直接ねじ付けされている(それぞれねじ17および1
8)(常に外周方向に交互に)。図1は、ロータブレード3の2つの外殻部3a
および3bがどのように一点に集まって単一外殻のロータブレードを形成してい
るかを明確に図示している。アクセス開口19は、円形リング16の穴20と共
同して、各ロータブレード3の取付けおよび取外しのために、軸受軌道輪13の
ねじ15に手が届くようにしている。
れた円形リング16は、軸受軌道輪10と12の間の剛体な架橋手段に相当する
ので、この組合せは転がり軸受4の軸受軌道輪として一体に見ることができる。
されたピボット軸受4の動作において発生する力を線図式に示している。左右対
称に印加されボール軸受装置の2列のボール14に伝動される力の結果として、
この構成は、円形リング16(およびこれと一体として図示される軸受軌道輪1
0および12)と軸受軌道輪13への負荷に対する、ロータブレードの軸5に平
行に延びる力の矢印を含む。
ト取付けを示す部分断面図。
Claims (5)
- 【請求項1】 協働軸受部品間の小さな相対的運動により大きな軸方向の力
および大きな曲げモーメントを伝動するための転がり軸受を備えた風力装置のロ
ータハブ上への調整可能ロータブレードの調整駆動ピボット取付けであって、半
径方向に相互に変位される2列の転動体を確動的にロックする関係で受ける一方
の協働軸受部品のための軸受軌道輪と、これらの転動体をU字状の断面で受け抱
える他方の協働軸受部品のための軸受軌道輪を備え、前記他方の協働軸受部品を
形成するロータブレードのための軸受軌道輪は、ロータブレード(3)に対して
互いに独立して固定されている直径の異なる2つの軌道輪(10、12)からな
る取付け。 - 【請求項2】 請求項1記載の取付けであって、中空のロータブレード(3
)の円形基部が2つの外殻部(3a、3b)に分岐し、各外殻部は一方の軸受軌
道輪の2つの軌道輪(10、12)の一方に固定されていることを特徴とする取
付け。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の取付けであって、前記2列の転動体
は互いに同心円上に配置されていることを特徴とする取付け。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかに記載の取付けであって、一方
の軸受軌道輪の2つの軌道輪(10、12)は円形リング(16)によって橋絡
され、各軌道輪(10、12)は、その外周越しに、円形リング(16)に、ま
たこれを貫通して関連する協働軸受部品(ロータブレード3)に交互に結合され
ていることを特徴とする取付け。 - 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載の取付けであって、前記
転動体はボール(14)であることを特徴とする取付け。
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