JP2004339953A - Wind power generating device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、風車からの回転エネルギを発電モータによって電気エネルギに変換する風力発電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
風車から得られる回転エネルギを増速して発電機に入力し、電気エネルギを得るように構成された風力発電装置において起動用モータを備えることは、従来から公知である(特許文献1)。
【0003】
該特許文献1には、増速歯車装置の出力を複数の分割し、発電装置及び制動装置を別出力軸に接続してなる風力発電装置が記載されている。
該風力発電装置は、斯かる構成を備えることにより、装置全体の小型化の点で有用ではあるが、依然として改善の余地がある。
【0004】
即ち、該特許文献1に記載の風力発電装置は、発電機及び起動用モータの双方が増速装置の風車とは反対側に配置されており、従って、風力発電装置を収容するナセルの小型化を十分には図ることができない。
【0005】
さらに、前記特許文献1に記載の風力発電装置においては、増速装置,発電機及び起動用モータがそれぞれナセルに個別に設置されている為、これらの間に振動差が生じるという問題もある。
【0006】
【特許文献1】
特開昭57−193781号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来技術に鑑みなされたものであり、風力発電装置の各構成要素を効率的に配置して、該風力発電装置を収容するナセルの小型化を図り得る構造簡単な風力発電装置の提供を、一の目的とする。
又、本発明は、風力発電装置の各構成要素間の振動差を有効に抑えることを、他の目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成する為に、風のエネルギを回転動力に変換する風車と、前記風車に作動的に連結された入力軸と、前記入力軸を介して入力される回転動力を増速するギヤトレーンと、前記ギヤトレーンを収容するハウジングであって、前記風車と対向し、前記入力軸が貫通される第1側面と、該第1側面とは反対側の第2側面とを有するハウジングと、前記ギヤトレーンに作動連結された出力軸と、前記出力軸に作動連結された発電機と、前記ギヤトレーンに作動連結されたモータを有するモータユニットと、前記ハウジング,前記発電機及び前記モータユニットを収容するナセルとを備え、前記発電機は、前記ハウジングの第1側面及び第2側面の一方と対向するように配置され、前記モータは、前記ハウジングの第1側面及び第2側面の他方と対向するように配置されている風力発電装置を提供する。
好ましくは、前記ハウジングは、外部から前記ギヤトレーンへの作動連結を許容するアクセス開口を有し、前記モータユニットは、前記アクセス開口を塞ぐように前記ハウジングに着脱自在に連結される。
【0009】
好ましくは、前記モータは、前記ナセルに対してフリーな状態で、前記ハウジングに連結支持される。
好ましくは、前記モータに代えて、もしくは、前記モータに加えて、前記発電機を、前記ナセルに対してフリーな状態で、前記ハウジングに連結支持させることができる。
【0010】
又、好ましくは、前記発電機及び前記モータは、正面視において、少なくとも一部がオーバーラップするように配置される。
より好ましくは、前記発電機及び前記モータは、同軸上に配置される。
【0011】
一態様においては、前記入力軸は、前記ハウジングの第1側面から該ハウジング内に突入されて前記ギヤトレーンに作動連結され、前記出力軸は、前記ハウジングの第2側面から該ハウジングの外方へ突出して前記発電機に作動連結される。斯かる態様においては、前記モータは、前記入力軸の上方において前記ハウジングの第1側面に連結支持される。
【0012】
好ましくは、前記入力軸は中空軸とされており、前記風力発電装置は、さらに、前記風車におけるブレードのピッチ角度を調整する為の操作軸であって、前記中空入力軸に挿通される操作軸と、外部操作に基づき前記操作軸を操作する作動装置とを含むピッチ角調整装置を備え得る。前記作動装置は、前記ハウジングの第2側面に連結支持され得る。
【0013】
又、好ましくは、前記ギヤトレーンに作動連結された油圧ポンプをさらに備えることができる。前記油圧ポンプは、前記作動装置の下方において、前記ハウジングの第2側面に連結支持され得る。
【0014】
前記モータは、前記風車の起動時に駆動され得る。これに代えて、若しくは、これに加えて、前記モータは、前記発電機が発電動作を行わない微風又は無風時に駆動され得る。
【0015】
好ましくは、前記モータと前記ギヤトレーンとの連結部には、前記モータから前記風車への動力伝達を許容し、且つ、前記風車から前記モータへは動力伝達を遮断する一方向クラッチが設けられる。
斯かる態様において、より好ましくは、前記モータと前記ギヤトレーンとは、前記モータから前記風車へ動力を減速伝達する減速機構によって連結される。
【0016】
【発明の実施の形態】
実施の形態1
以下、本発明の好ましい一実施の形態に係る風力発電装置1Aについて、添付図面を参照しつつ説明する。
図1は本実施の形態に係る風力発電装置1Aの外観模式図である。又、図2及び図3は該風力発電装置1Aの模式断面図及び部分縦断側面図である。
【0017】
前記風力発電装置1Aは、図1〜図3に示すように、風のエネルギを回転動力に変換する風車10と、前記風車10に作動的に連結された入力軸20と、前記入力軸20を介して入力される回転動力を増速するギヤトレーン30と、前記ギヤトレーン30を収容するハウジング60であって、前記風車10と対向し、前記入力軸20が貫通される第1側面60aと、該第1側面60aとは反対側の第2側面60bとを有するハウジング60と、前記ギヤトレーン30に作動連結された出力軸70と、前記出力軸70に作動連結された発電機80と、前記ギヤトレーン30に作動連結されたモータ90を有するモータユニットと、前記ハウジング60,前記発電機80及び前記モータ90を収容するナセル100とを備えている。
なお、本実施の形態に係る風力発電装置1Aはタワー200を備えており、該タワー200によって前記ナセル100を所定高さに保持し得るようになっている。
【0018】
前記入力軸20は、前端部が前記ナセル100の外方へ延在し且つ後端部が前記ナセル100内に突入するように構成されている。
詳しくは、該入力軸20は、外方延在部(前端部)が前記風車10における中央回転体11に連結されており、該風車10の回転に伴って軸線回りに回転するようになっている。
【0019】
本実施の形態においては、製造容易性及び組立容易性の観点から、前記入力軸20を、前記風車10に連結される駆動側入力軸21と、前端部が該駆動側入力軸21に軸線回り相対回転不能に連結され且つ後端部が前記ギヤトレーン30に連結された従動側入力軸22とを有する分割構造としている。
【0020】
前記ギヤトレーン30は、種々の態様を採用し得る。
本実施の形態においては、前記ギヤトレーン30は、前記入力軸20(従動側入力軸22)に作動連結された遊星ギヤ機構35と、該遊星ギヤ機構35と前記出力軸70との間に配設されたギヤ列40とを有している。
【0021】
具体的には、前記遊星ギヤ機構35は、サンギヤ35aと、該サンギヤ35aと噛合する遊星ギヤ35bと、該遊星ギヤ35bを回転自在に支持し、該遊星ギヤ35bの公転に伴って前記サンギヤ35a周りに回転する遊星キャリア35cと、前記遊星ギヤ35bと噛合するインターナルギヤ35dとを有している。
斯かる遊星ギヤ機構35は、前記遊星キャリア35cが前記従動側入力軸22に相対回転不能に連結され、前記インターナルギヤ35dが固定されており、前記サンギヤ35aに相対回転不能に連結された遊星出力軸36から増速回転が出力されるようになっている。
【0022】
前記ギヤ列40は、前記遊星出力軸36の回転を前記出力軸70に増速伝達し得るように構成されている。
本実施の形態においては、該ギヤ列40は、前記遊星出力軸36に相対回転不能に設けられた駆動側ギヤ40aと、該駆動側ギヤ40aと噛合するように前記出力軸70に相対回転不能に設けられた従動側ギヤ40bであって、前記駆動側ギヤ40aよりも小径の従動側ギヤ40bとを有している。
【0023】
前記ハウジング60も種々の形態を有し得る。
本実施の形態においては、該ハウジング60は、前記ギヤ列40が挿通され得る開口61aを有し、該ギヤ列40を収容するハウジング本体61と、該ハウジング本体61の前記開口61aを閉塞する蓋部材62と、前記遊星ギヤ機構35が挿通され得る開口63aを有し、該遊星ギヤ機構35を収容した状態で前記開口63aが閉塞されるように前記ハウジング本体61に連結される遊星ハウジング63とを有している。
【0024】
図2及び図3に示すように、本実施の形態においては、前記ハウジング60は、外部から前記ギヤトレーンへの作動的な連結を可能とするアクセス開口60cを有している。
該アクセス開口60cを備えることにより、前記モータユニットの後付けが可能となり、モータユニットの有無の仕様変更を、ハウジング60の共通化を図りつつ、行うことができる。
即ち、該アクセス開口60cは、風力発電装置の設置場所が、発電可能な風が安定して吹いている地帯か不安定な地帯か、あるいは、人里離れた場所か町中か、などの要因に応じて、モータユニットを備えるか否かの仕様変更を、共通のハウジング60を用いながら可能とする。
【0025】
前記発電機80は、前記出力軸70を介して、増速された回転動力が入力されるようになっている。
本実施の形態においては、該発電機80は、前記ハウジング60とは離間された状態で、ナセル100内に固定されている。
斯かる構成においては、前記ハウジング60と前記発電機80との間の振動差を吸収すべく、前記出力軸70と前記発電機80の入力軸81とは、両端部に撓み継手111が備えられた伝動軸110によって連結される。
【0026】
本実施の形態においては、前記モータユニットは、前記モータ90に加えて、前記ハウジング60に連結されるモータ支持ハウジング64と、該モータ90のモータ出力軸91と前記ギヤトレーン30とを連動連係するモータ伝動機構とを備えている。
本実施の形態においては、前記モータ伝動機構は、モータ出力軸91に相対回転不能に設けられたモータ側ギヤ46と、該モータ側ギヤ46と噛合するように前記出力軸70に相対回転不能に設けられた風車側ギヤ47とを有している。
斯かるモータ伝動機構によって、前記モータ90は、前記風車10に作動的に連結されており、該モータ90を駆動することによって該モータ90から前記風車10へ回転動力が伝達される。
図4に、前記ハウジング60の背面図を示す。
図2〜図4に示すように、前記ハウジング60は、前記ハウジング本体61の上面に前記アクセス開口60cを有している。
そして、前記モータ支持ハウジング64は、前記モータ90を支持すると共に、前記モータ伝動機構の一部を収容した状態で前記アクセス開口60cを塞ぐように前記ハウジング本体61の上面に連結されている。
斯かる構成によれば、モータユニットを備える態様及びモータユニットを備えない態様において、ハウジング60の共用化を図ることができる。
なお、モータユニットを備えない態様においては、前記アクセス開口60cは閉塞板等の閉塞部材によって閉じられる。
【0027】
前記モータ90は、前記風車10を起動させる際に駆動されたり、及び/又は、前記発電機80が発電動作を行わない微風又は無風時に駆動される。
後者によれば、風によって風車10が自然に回転する場合に加えて、微風又は無風時においても風車10を強制的に回転させることができ、モニュメント効果を得ることができる。
【0028】
なお、本実施の形態においては、下記理由の為に、前記モータ側ギヤ46及び前記風車側ギヤ47を同ピッチ径としている。
即ち、前記モータ90を駆動して前記風車10を強制回転させてモニュメント効果を得る場合、該風車10をそれ程、高速回転させる必要がないため、モータ側ギヤ46を小径とする(つまり、モータ90から風車10へ減速伝達する)のが好ましい。
【0029】
ところが、モータ側ギヤ46を小径とすると、風車10の回転によって発電機80を作動させる場合に、モータ出力軸91が高速回転することになる。
斯かる観点から、本実施の形態においては、前記モータ側ギヤ46及び前記風車側ギヤ47を同ピッチ径としている。
斯かる構成によれば、前記モータ90を、前記発電機80の許容回転数と合わせておくことにより、風車10からの回転動力による発電機80の発電動作中に、モータ90が許容値を超える回転数で回転することを防止できる。
【0030】
さらに、本実施の形態においては、前記発電機80及び前記モータ90を、前記ハウジング60の前後に振り分け配置しており、これにより、風力発電装置1A全体の小型化を達成している。
即ち、本実施の形態においては、前記発電機80を前記ハウジング60の第2側面60bと対向するように配置させ、且つ、前記モータ90を前記ハウジング60の第1側面60aと対向するように配置させている。
斯かる構成によれば、通常、デッドスペースとなる前記入力軸20の上方空間を利用して前記モータ90を配置させることができ、前記ハウジング60の第2側面60b側にモータ設置空間を確保する必要がない。
従って、前記ハウジング60,前記モータ90及び前記発電機80の連結体が占める空間を小さくすることができる。
【0031】
さらに、斯かる構成によれば、正面視において、前記モータ90及び前記発電機80を近接配置することができ、これによっても、装置全体の小型化を図ることができる。
即ち、前記発電機80及び前記モータ90が前記ハウジング60の同一側に配置されている場合には、両者が干渉しないように前記出力軸70及びモータ出力軸91を離間配置させる必要があり、これにより、ハウジング0自体の大型化と共に、ハウジング60,発電機80及びモータ90の連結体が占める空間も大きくなる。
【0032】
これに対し、本実施の形態におけるように、前記発電機80及び前記モータ90を前記ハウジング60の前後に振り分け配置すれば、該モータ90及び発電機80の干渉を考慮する必要がなく、正面視において、(例えば、モータ90及び発電機80がオーバーラップするように)両者を近接配置させることができる。従って、モータ出力軸91及び出力軸70を近接配置することができ、これにより、ハウジング60の小型化、さらには、該ハウジング60,前記モータ90及び前記発電機80の連結体が占める空間も小さくすることができる。
【0033】
なお、本実施の形態においては、前記モータ90を前記ハウジング60の第1側面60aに対向配置させ、且つ、前記発電機80を前記第2側面60bに対向配置させたが、当然ながら、前記発電機80を第1側面60a側に且つ前記モータ90を第2側面60b側に配置させることも可能である。
【0034】
より好ましくは、前記モータ90は、前記ナセル100に対してフリーな状態で、前記ハウジング60に連結支持させることができる。
斯かる構成によれば、前記モータ90と前記ハウジング60との間の振動差をなくすことができ、耐久性の向上及び騒音防止を図ることができる。
【0035】
本実施の形態に係る風力発電装置1Aは、好ましくは、前記構成に加えて、前記風車10における各ブレード12のピッチ角を調整するピッチ角調整装置120を備えることができる。
該ピッチ角調整装置120は、前記風車10における各ブレード12のピッチ角度を調整する為の操作軸121と、外部操作に基づき前記操作軸121を軸線方向に摺動させる作動装置122と、前記操作軸121と前記各ブレード12とを連動連係するリンク(図示せず)とを有する。
斯かるピッチ角調整装置120を備えることにより、所定範囲内で風速が変化するときに前記発電機80の定格回転数を維持させたり、所定範囲を越える風速時に、前記発電機80へ過度の回転動力が伝達されることを有効に防止できる。
【0036】
好ましくは、前記作動装置122を、前記ナセルに対してフリーな状態で前記ハウジング60に連結支持させることができる。
さらに、より好ましくは、前記入力軸20を中空軸とし、前記操作軸121を該中空入力軸20内に挿通することができる。
斯かる好ましい態様によれば、前記作動装置112を前記入力軸20に対して偏心配置させることなく、前記ハウジング60に連結させることができる。
【0037】
さらに、前記風力発電装置1Aは、前記風車10から前記発電機80へ伝達される動力に対して制動力を付加/解除するブレーキ機構130を備えることができる。
斯かるブレーキ機構130を備えることにより、停止させた風車10が意に反して回転することを防止できる。
【0038】
本実施の形態においては、前記ブレーキ機構130は、前記従動側入力軸22に対して制動力を付加し得るように構成されている。
詳しくは、該ブレーキ機構130は、前記従動側入力軸22に相対回転不能に支持されたブレーキディスク131と、前記ハウジング60に相対回転不能且つ軸線方向摺動可能に支持されたブレーキシュー132とを備えている。
【0039】
さらに好ましくは、前記風力発電装置1Aは、前記ナセル100と前記タワー200との間に、前記風車10を風向きに対して直角方向へ向ける為の旋回機構(図示せず)を備えることができる。
該旋回機構は、前記ピッチ角調整装置120と共に、風向きに合わせて前記風車10からの出力回転数を前記発電機80にとって好適な範囲に入れる為に備えられる。
【0040】
さらに、該風力発電装置1Aは、前記ギヤトレーン30に作動的に連結された油圧ポンプ140を備えることができる。
該油圧ポンプ140は、好ましくは、前記ナセル100に対してフリーな状態で、前記ハウジング60の第2側面60bに連結支持される。
【0041】
なお、本実施の形態においては、前記モータ90と前記ギヤトレーン30とを双方向(即ち、前記モータ90から前記風車10への方向及び前記風車10から前記モータ90への方向)に動力伝達されるように構成したが、これに代えて、図5に示すように、前記モータ90と前記ギヤトレーン30との連結部に、前記モータ90から前記風車10への動力伝達を許容し、且つ、前記風車10から前記モータ90へは動力伝達を遮断する一方向クラッチ50を設けることができる。
斯かる一方向クラッチ50を設けることにより、風車10による回転によって前記発電機80が発電動作を行う際に、前記モータ90が強制的に回転させられることを防止できる。
【0042】
実施の形態2
以下、本発明の好ましい他の実施の形態に係る風力発電装置について、添付図面を参照しつつ説明する。
図6に、本実施の形態に係る風力発電装置1Bの縦断模式図を示す。
なお、図中、前記実施の形態1におけると同一又は相当部材は同一符号を付して、その説明を省略する。
【0043】
本実施の形態に係る風力発電装置1Bは、主として、前記発電機80が前記ナセル100に対してフリーな状態で前記ハウジング60に連結支持されている点において、前記実施の形態1と相違している。
斯かる本実施の形態においては、前記ハウジング60と前記発電機80との振動差をなくすることができ、これにより、前記出力軸70と前記発電機80の入力軸81との間の動力伝達を簡便且つ確実に行うことができる。
なお、本実施の形態においては、前記ハウジング60は第2側面60bに連結されるブラケット65を有しており、前記発電機80は該ブラケット65に載置されている。
【0044】
さらに、本実施の形態に係る風力発電装置1Bは、前記モータ90及び前記発電機80を前記ハウジングの前後方向に振り分けつつ、同軸上に配置しており、これにより、該モータ90,発電機80及びハウジング60の連結体のさらなるコンパクト化を図っている。
【0045】
具体的には、前記出力軸70の一端部(図示の形態においては後端部)を前記ハウジング60の第2側面60b側へ突出させると共に、該出力軸70の他端部(図示の形態においては前端部)を前記ハウジング60の第1側面60a側へも突出させて、該出力軸70の一端部及び他端部を、それぞれ、前記発電機80及び前記モータ90に接続している。
【0046】
なお、本実施の形態においては、前記ギヤ列40は、前記駆動側ギヤ40aと前記従動側ギヤ40bとの間に配設されたカウンタギヤ41と、該カウンタギヤ41を支持するカウンタ軸42とを、さらに備えている。
又、本実施の形態においては、前記モータ90を前記発電機80と同軸上に配置している為、前記モータ支持ハウジング64及び前記モータ伝動機構は除去されている。
即ち、図6に示す形態においては、前記モータユニットはモータ90のみを有している。そして、前記アクセス開口60cはハウジング本体61の第1側面60aに形成されており、モータ90が該アクセス開口60cを塞ぐように前記ハウジング本体61に着脱自在に連結されている。
【0047】
さらに、本実施の形態においては、前記風車10と前記発電機80との間の発電機系伝動経路と、前記モータ90と前記風車10との間のモータ系伝動経路とを共通化したが(図6参照)、図7に示すように、発電機系伝動経路及びモータ系伝動経路を別経路とすることもできる。
【0048】
即ち、図7に示す形態においては、前記発電機系伝動経路を構成する前記ギヤ列40は、前記遊星出力軸36に相対回転不能に設けられた第1駆動側ギヤ40aと、該第1駆動側ギヤ40aと噛合するカウンタギヤ41と、該カウンタギヤ41を相対回転不能に支持するカウンタ軸42と、該カウンタ軸42に相対回転不能に設けられた第2駆動側ギヤ43と、該第2駆動側ギヤ43と噛合するように、前記出力軸70に相対回転不能に設けられた従動側ギヤ40bとを有している。
【0049】
前記モータ90は、モータ出力軸91が前記出力軸70と同軸上で且つ相対回転自在となるように、前記ハウジング60の第1側面60aに連結されている。そして、前記モータ90と前記ギヤトレーン30とを連動連係するモータ伝動機構は、前記モータ出力軸91に相対回転不能に設けられたモータ側ギヤ46と、該モータ側ギヤ46と噛合するように、前記カウンタ軸42に一方向クラッチ50を介して支持された風車側ギヤ47とを有している。
即ち、図7に示す形態においては、モータ伝動機構は、前記モータ側ギヤ46と、風車側ギヤ47と、一方向クラッチ50とを有している。
なお、図7に示す形態においても、図6に示す形態と同様、モータ90が該アクセス開口60cを塞ぐように前記ハウジング本体61に着脱自在に連結されている。
【0050】
斯かる図7に示す形態においては、前記カウンタ軸42と前記出力軸70及び前記モータ出力軸91との軸間距離を同一としつつ、発電機側伝動経路における前記カウンタ軸42及び前記出力軸70間のギヤ比と、前記モータ側伝動経路における前記カウンタ軸42及び前記モータ出力軸91間のギヤ比とを、個別に設定できる。
【0051】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る風力発電装置によれば、発電機をハウジングの第1側面及び第2側面の一方と対向配置させ、且つ、モータをハウジングの第1側面及び第2側面の他方と対向配置させたので、発電機,モータ及びハウジングの占有スペースを縮小することができ、これにより、これらを収容するナセルの小型化を図ることができる。
【0052】
又、前記発電機及び/又は前記モータをナセルに対してフリーな状態で前記ハウジングに連結支持させれば、該ハウジングと発電機及び/又はモータ間の振動差をなくすことができる。従って、耐久性の向上及び騒音防止等を図ることができる。
【0053】
又、前記発電機及び前記モータを、正面視において、少なくとも一部がオーバーラップするように配置すれば、該発電機,モータ及びハウジングをよりコンパクト化できる。
【0054】
さらに、前記ハウジングに、外部から前記ギヤトレーンへの作動連結を許容するアクセス開口を設け、該アクセス開口を塞ぐようにモータユニットを前記ハウジングに着脱自在に連結すれば、モータユニットを備える態様と備えない態様との間でハウジングの共用化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の一実施の形態に係る風力発電装置の外観模式図である。
【図2】図2は、図1に示す風力発電装置の模式断面図である。
【図3】図3は、図1に示す風力発電装置の部分縦断側面図である。
【図4】図4は、図2及び図3に示す風力発電装置におけるハウジングの背面図である。
【図5】図5は、図2〜図4に示す風力発電装置の変形例の部分縦断側面図である。
【図6】図6は、本発明のさらに他の実施の形態に係る風力発電装置の縦断模式図である。
【図7】図7は、図6に示す風力発電装置の変形例の縦断模式図である。
【符号の説明】
1A,1B 風力発電装置
10 風車
20 入力軸
30 ギヤトレーン
50 一方向クラッチ
60 ハウジング
60a ハウジングの第1側面
60b ハウジングの第2側面
60c ハウジングのアクセス開口
70 出力軸
80 発電機
90 モータ
100 ナセル
120 ピッチ角調整装置
121 操作軸
122 作動装置
140 油圧ポンプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wind power generator that converts rotational energy from a wind turbine into electric energy by a power generation motor.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art It has been conventionally known to provide a starter motor in a wind turbine generator configured to increase the rotational energy obtained from a windmill and input the electric power to a generator to obtain electric energy (Patent Document 1).
[0003]
Patent Document 1 discloses a wind power generator in which the output of a speed increasing gear device is divided into a plurality of parts, and a power generator and a braking device are connected to different output shafts.
By providing such a configuration, the wind power generator is useful in terms of miniaturization of the entire apparatus, but there is still room for improvement.
[0004]
That is, in the wind power generator described in Patent Document 1, both the generator and the starting motor are arranged on the side opposite to the wind turbine of the speed increasing device, and therefore, the size of the nacelle accommodating the wind power generator is reduced. Cannot be achieved sufficiently.
[0005]
Furthermore, in the wind power generator described in Patent Document 1, since the speed increasing device, the generator, and the starting motor are individually installed in the nacelle, there is a problem that a vibration difference occurs between them.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-57-193781
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the conventional technology, and has a simple structure in which the respective components of the wind power generator can be efficiently arranged to reduce the size of a nacelle accommodating the wind power generator. The purpose of this is to provide one.
Another object of the present invention is to effectively suppress a vibration difference between components of a wind turbine generator.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention increases a wind turbine that converts wind energy into rotational power, an input shaft that is operatively connected to the wind turbine, and a rotational power that is input via the input shaft. A gear train that speeds up, a housing that houses the gear train, a housing that has a first side surface facing the windmill and through which the input shaft passes, and a second side surface opposite to the first side surface; An output shaft operatively connected to the gear train, a generator operatively connected to the output shaft, a motor unit having a motor operatively connected to the gear train, the housing, the generator, and the motor unit; The generator is disposed so as to face one of the first side surface and the second side surface of the housing, and the motor is connected to the first side surface of the housing and It is arranged to the other opposed two sides to provide a wind power generator has.
Preferably, the housing has an access opening allowing an external connection to the gear train from the outside, and the motor unit is detachably connected to the housing so as to close the access opening.
[0009]
Preferably, the motor is connected to and supported by the housing while being free from the nacelle.
Preferably, the generator can be connected to and supported by the housing in a state free from the nacelle, instead of or in addition to the motor.
[0010]
Preferably, the generator and the motor are arranged so that at least a part thereof overlaps in a front view.
More preferably, the generator and the motor are arranged coaxially.
[0011]
In one aspect, the input shaft protrudes into the housing from a first side of the housing and is operatively connected to the gear train, and the output shaft protrudes outward from the housing from a second side of the housing. Operatively connected to the generator. In such an embodiment, the motor is connected and supported on the first side surface of the housing above the input shaft.
[0012]
Preferably, the input shaft is a hollow shaft, and the wind power generator is further an operation shaft for adjusting a pitch angle of blades in the windmill, the operation shaft being inserted through the hollow input shaft. And a pitch angle adjusting device including an operating device for operating the operating shaft based on an external operation. The actuator may be connected and supported on a second side of the housing.
[0013]
Preferably, the apparatus further includes a hydraulic pump operatively connected to the gear train. The hydraulic pump may be connected and supported on a second side surface of the housing below the actuator.
[0014]
The motor may be driven when the wind turbine is started. Alternatively or additionally, the motor may be driven when there is no breeze or no wind when the generator does not generate power.
[0015]
Preferably, a connecting portion between the motor and the gear train is provided with a one-way clutch that allows transmission of power from the motor to the wind turbine and shuts off power transmission from the wind turbine to the motor.
In such an aspect, more preferably, the motor and the gear train are connected by a reduction mechanism that transmits power from the motor to the wind turbine in a reduced speed.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1
Hereinafter, a
FIG. 1 is a schematic external view of a
[0017]
As shown in FIGS. 1 to 3, the wind power generator 1 </ b> A includes a
The
[0018]
The
Specifically, the
[0019]
In the present embodiment, from the viewpoint of ease of manufacturing and ease of assembly, the
[0020]
The
In the present embodiment, the
[0021]
Specifically, the
Such a
[0022]
The
In the present embodiment, the
[0023]
The
In the present embodiment, the
[0024]
As shown in FIGS. 2 and 3, in the present embodiment, the
By providing the access opening 60c, the motor unit can be retrofitted, and the specification of the presence or absence of the motor unit can be changed while the
That is, the
[0025]
The
In the present embodiment, the
In such a configuration, in order to absorb a vibration difference between the
[0026]
In the present embodiment, in addition to the
In the present embodiment, the motor transmission mechanism includes a motor-
By such a motor transmission mechanism, the
FIG. 4 shows a rear view of the
As shown in FIGS. 2 to 4, the
The
According to such a configuration, it is possible to share the
In a mode without a motor unit, the
[0027]
The
According to the latter, in addition to the case where the
[0028]
In the present embodiment, the
That is, when the
[0029]
However, if the motor-
From this point of view, in the present embodiment, the
According to such a configuration, by matching the
[0030]
Further, in the present embodiment, the
That is, in the present embodiment, the
According to such a configuration, the
Therefore, the space occupied by the connected body of the
[0031]
Furthermore, according to such a configuration, the
That is, when the
[0032]
On the other hand, if the
[0033]
In the present embodiment, the
[0034]
More preferably, the
According to such a configuration, a vibration difference between the
[0035]
The pitch
By providing such a pitch
[0036]
Preferably, the operating
More preferably, the
According to such a preferred embodiment, the actuator 112 can be connected to the
[0037]
Further, the
The provision of such a
[0038]
In the present embodiment, the
Specifically, the
[0039]
More preferably, the
The turning mechanism is provided together with the pitch
[0040]
Further, the
The
[0041]
In the present embodiment, power is transmitted between the
By providing such a one-way clutch 50, it is possible to prevent the
[0042]
Embodiment 2
Hereinafter, a wind turbine generator according to another preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 6 shows a schematic vertical sectional view of a
In the drawings, the same or corresponding members as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0043]
The
In the present embodiment, the vibration difference between the
In the present embodiment, the
[0044]
Furthermore, the
[0045]
Specifically, one end (the rear end in the illustrated embodiment) of the
[0046]
In the present embodiment, the
In the present embodiment, since the
That is, in the embodiment shown in FIG. 6, the motor unit has only the
[0047]
Further, in the present embodiment, the generator transmission path between the
[0048]
That is, in the embodiment shown in FIG. 7, the
[0049]
The
That is, in the embodiment shown in FIG. 7, the motor transmission mechanism includes the motor-
In the embodiment shown in FIG. 7, similarly to the embodiment shown in FIG. 6, a
[0050]
In the embodiment shown in FIG. 7, the
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the wind turbine generator according to the present invention, the generator is disposed to face one of the first side surface and the second side surface of the housing, and the motor is the other of the first side surface and the second side surface of the housing. The space occupied by the generator, the motor, and the housing can be reduced, and the size of the nacelle accommodating them can be reduced.
[0052]
Further, if the generator and / or the motor is connected to and supported by the housing while being free from the nacelle, a vibration difference between the housing and the generator and / or the motor can be eliminated. Therefore, it is possible to improve durability and prevent noise.
[0053]
If the generator and the motor are arranged so that at least a part thereof overlaps in a front view, the generator, the motor and the housing can be made more compact.
[0054]
Further, if the housing is provided with an access opening that allows an operative connection to the gear train from the outside and the motor unit is detachably connected to the housing so as to close the access opening, the motor unit is not provided. The housing can be shared with the embodiment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic external view of a wind turbine generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view of the wind turbine generator shown in FIG.
FIG. 3 is a partial vertical sectional side view of the wind turbine generator shown in FIG.
FIG. 4 is a rear view of a housing in the wind turbine generator shown in FIGS. 2 and 3.
FIG. 5 is a partial vertical sectional side view of a modification of the wind turbine generator shown in FIGS. 2 to 4;
FIG. 6 is a schematic vertical sectional view of a wind turbine generator according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic vertical sectional view of a modification of the wind turbine generator shown in FIG. 6;
[Explanation of symbols]
1A, 1B
Claims (13)
前記風車に作動的に連結された入力軸と、
前記入力軸を介して入力される回転動力を増速するギヤトレーンと、
前記ギヤトレーンを収容するハウジングであって、前記風車と対向し、前記入力軸が貫通される第1側面と、該第1側面とは反対側の第2側面とを有するハウジングと、
前記ギヤトレーンに作動連結された出力軸と、
前記出力軸に作動連結された発電機と、
前記ギヤトレーンに作動連結されるモータを有するモータユニットと、
前記ハウジング,前記発電機及び前記モータユニットを収容するナセルとを備え、
前記発電機は、前記ハウジングの第1側面及び第2側面の一方と対向するように配置され、
前記モータは、前記ハウジングの第1側面及び第2側面の他方と対向するように配置されていることを特徴とする風力発電装置。A windmill that converts wind energy into rotational power,
An input shaft operatively connected to the wind turbine;
A gear train for increasing the rotational power input via the input shaft,
A housing for housing the gear train, the housing having a first side facing the windmill and through which the input shaft passes, and a second side opposite to the first side;
An output shaft operatively connected to the gear train;
A generator operatively connected to the output shaft;
A motor unit having a motor operatively connected to the gear train;
A nacelle that houses the housing, the generator, and the motor unit;
The generator is disposed so as to face one of the first side surface and the second side surface of the housing,
The wind power generator, wherein the motor is arranged to face the other of the first side surface and the second side surface of the housing.
前記モータユニットは、前記アクセス開口を塞ぐように前記ハウジングに着脱自在に連結されていることを特徴とする請求項1に記載の風力発電装置。The housing has an access opening allowing an operative connection to the gear train from outside;
The wind power generator according to claim 1, wherein the motor unit is detachably connected to the housing so as to close the access opening.
前記出力軸は、前記ハウジングの第2側面から該ハウジングの外方へ突出して前記発電機に作動連結されており、
前記モータは、前記入力軸の上方において前記ハウジングの第1側面に連結支持されていることを特徴とする請求項1から6の何れかに記載の風力発電装置。The input shaft protrudes into the housing from a first side surface of the housing and is operatively connected to the gear train.
The output shaft projects from the second side surface of the housing to the outside of the housing and is operatively connected to the generator.
The wind power generator according to any one of claims 1 to 6, wherein the motor is connected and supported on a first side surface of the housing above the input shaft.
前記風力発電装置は、さらに、前記風車におけるブレードのピッチ角度を調整する為の操作軸であって、前記中空入力軸に挿通される操作軸と、外部操作に基づき前記操作軸を操作する作動装置とを含むピッチ角調整装置を備え、
前記作動装置は、前記ハウジングの第2側面に連結支持されていることを特徴とする請求項1から7の何れかに記載の風力発電装置。The input shaft is a hollow shaft,
The wind power generator is further an operation shaft for adjusting a pitch angle of a blade in the wind turbine, an operation shaft inserted through the hollow input shaft, and an operation device for operating the operation shaft based on an external operation. And a pitch angle adjusting device including
The wind power generator according to any one of claims 1 to 7, wherein the operating device is connected and supported on a second side surface of the housing.
前記油圧ポンプは、前記作動装置の下方において、前記ハウジングの第2側面に連結支持されていることを特徴とする請求項8に記載の風力発電装置。A hydraulic pump operatively connected to the gear train;
The wind power generator according to claim 8, wherein the hydraulic pump is connected and supported on a second side surface of the housing below the operating device.
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