JP2015534001A - 風力発電装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、本発明の第2の態様によると、請求項10に係る風力発電装置の軸部が提供される。
さらに、本発明の第3の態様によると、請求項11に係る風力圧電装置の設計方法が提供される。
以下では、図面を参照しつつ、例として実施形態を用いて、本発明についてより詳細に説明する。
4、104 ナセル
12 発電機
18 人物
20 垂直軸部(軸部)
22 ナセル接続フランジ
24 アジマス軸受
26 アジマス間隔
28 アジマス駆動装置
30 ピニオン
32 歯車
34 噛合部
36、38 環状保持板
40 外殻
42 ナセル開口部
44 開放スペース
46、48 床板
100 風力発電装置
102 タワー
104 ナセル
106 空力ロータ(ロータ)
108 ロータブレード
110 スピナ
また、本発明の第2の態様によると、上記記載の風力発電装置の軸部であって、軸部は略管状、または円筒状となるように設計されている風力発電装置の軸部が提供される。
さらに、本発明の第3の態様によると、風力発電装置の設計方法であって、風力発電装置のピッチングモーメントの予測値を算出するステップと、風力発電装置の定格動作について、風力発電装置の高さに依存するスラストモーメントの予測値を算出するステップと、ピッチングモーメントとスラストモーメントの和が最小、またはゼロとなる高さ位置を算出するステップと、前記高さ位置をアジマス軸受の位置として決定するステップとを含む、風力圧電装置の設計方法が提供される。
なお、特許請求の範囲に付記した図面参照符号は、図示した形態に限定することを意図するものではなく、専ら理解を助けるためのものである。
また、本発明において、さらに以下の形態が可能である。
[形態1]
ナセル(4)と、ナセル(4)内に設けられた発電機(12)と、タワー(2)と、風に対してナセル(4)の向きを調整するアジマス軸受(24)とを備え、アジマス軸受は垂直アジマス間隔(26)だけナセル(4)の下方に位置し、ナセル(4)はアジマス間隔(26)と同一長の垂直軸部(20)の上方においてアジマス軸受によって支持される、風力発電装置(100)。
[形態2]
空力ロータ(106)を含むナセル(4)はアジマス軸受(24)の前方に重心を有し、特に、発電機(12)はアジマス軸受(24)の前方に配置されている、形態1に記載の風力発電装置(100)。
[形態3]
アジマス軸受(24)において、ナセル(4)の重心がアジマス軸受(24)の前方に位置することによる静的ピッチングモーメント(m SN )と、空力ロータ(106)に作用する風荷重による平均スラストモーメント(m S )との和が最小となり、特に平均スラストモーメント(m S )を用いたときの和が略ゼロとなるように、アジマス軸受(24)の高さが選択されている、形態1または2に記載の風力発電装置(100)。
[形態4]
平均スラストモーメント(m S )の基礎として定格風が用いられる、形態1ないし3のいずれか一に記載の風力発電装置(100)。
[形態5]
アジマス間隔(26)、すなわち、ナセル(4)とアジマス軸受(24)との間隔は、略1.5〜5メートル、特に、2〜3メートルである、形態1ないし4のいずれか一に記載の風力発電装置(100)。
[形態6]
軸部(20)、すなわちナセル(4)のタワー(2)に対する回転運動をもたらすために、軸部(20)上でナセル(4)の向きを変更するとともに、タワー(2)に取り付けられた内歯を有する固定歯車(32)と噛み合う複数のアジマス駆動装置(28)が軸部(20)に固定的に取り付けられている、形態1ないし5のいずれか一に記載の風力発電装置(100)。
[形態7]
軸部(20)におけるアジマス駆動装置(28)は、それぞれ垂直な回転軸を有し、軸部(20)において円状に、特に等距離に、かつ/または、軸部(20)の外縁部に配置され、少なくとも8個、特に少なくとも10個、好ましくは14個のアジマス駆動装置(28)が使用されている、形態1ないし6のいずれか一に記載の風力発電装置(100)。
[形態8]
軸部(20)はアジマス駆動装置(28)を収容する開口部を有する、形態1ないし7のいずれか一に記載の風力発電装置(100)。
[形態9]
軸部(20)は外気を風力発電装置(100)に吸引するための少なくとも1つの冷却開口部を有し、少なくとも1つの冷却開口部は外気に含まれる水分および/または不純物を遮断する遮断装置および/またはフィルタを有する、形態1ないし8のいずれか一に記載の風力発電装置(100)。
[形態10]
形態1ないし9のいずれか一に記載の風力発電装置(100)の軸部(20)であって、軸部(20)は略管状、特に円筒状となるように設計されている、軸部(20)。
[形態11]
風力発電装置(100)の設計方法であって、
風力発電装置のピッチングモーメント(m SN )の予測値を算出するステップと、
特に風力発電装置(100)の定格動作について、風力発電装置(100)の高さに依存するスラストモーメントの予測値を算出するステップと、
ピッチングモーメント(m SN )とスラストモーメント(m S )の和が最小、特にゼロとなる高さ位置を算出するステップと、
前記高さ位置をアジマス軸受(24)の位置として決定するステップとを含む、設計方法。
Claims (11)
- ナセル(4)と、ナセル(4)内に設けられた発電機(12)と、タワー(2)と、風に対してナセル(4)の向きを調整するアジマス軸受(24)とを備え、アジマス軸受は垂直アジマス間隔(26)だけナセル(4)の下方に位置し、ナセル(4)はアジマス間隔(26)と同一長の垂直軸部(20)の上方においてアジマス軸受によって支持される、風力発電装置(100)。
- 空力ロータ(106)を含むナセル(4)はアジマス軸受(24)の前方に重心を有し、特に、発電機(12)はアジマス軸受(24)の前方に配置されている、請求項1に記載の風力発電装置(100)。
- アジマス軸受(24)において、ナセル(4)の重心がアジマス軸受(24)の前方に位置することによる静的ピッチングモーメント(mSN)と、空力ロータ(106)に作用する風荷重による平均スラストモーメント(mS)との和が最小となり、特に平均スラストモーメント(mS)を用いたときの和が略ゼロとなるように、アジマス軸受(24)の高さが選択されている、請求項1または2に記載の風力発電装置(100)。
- 平均スラストモーメント(mS)の基礎として定格風が用いられる、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の風力発電装置(100)。
- アジマス間隔(26)、すなわち、ナセル(4)とアジマス軸受(24)との間隔は、略1.5〜5メートル、特に、2〜3メートルである、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の風力発電装置(100)。
- 軸部(20)、すなわちナセル(4)のタワー(2)に対する回転運動をもたらすために、軸部(20)上でナセル(4)の向きを変更するとともに、タワー(2)に取り付けられた内歯を有する固定歯車(32)と噛み合う複数のアジマス駆動装置(28)が軸部(20)に固定的に取り付けられている、請求項1ないし5のいずれか1項に記載の風力発電装置(100)。
- 軸部(20)におけるアジマス駆動装置(28)は、それぞれ垂直な回転軸を有し、軸部(20)において円状に、特に等距離に、かつ/または、軸部(20)の外縁部に配置され、少なくとも8個、特に少なくとも10個、好ましくは14個のアジマス駆動装置(28)が使用されている、請求項1ないし6のいずれか1項に記載の風力発電装置(100)。
- 軸部(20)はアジマス駆動装置(28)を収容する開口部を有する、請求項1ないし7のいずれか1項に記載の風力発電装置(100)。
- 軸部(20)は外気を風力発電装置(100)に吸引するための少なくとも1つの冷却開口部を有し、少なくとも1つの冷却開口部は外気に含まれる水分および/または不純物を遮断する遮断装置および/またはフィルタを有する、請求項1ないし8のいずれか1項に記載の風力発電装置(100)。
- 請求項1ないし9のいずれか1項に記載の風力発電装置(100)の軸部(20)であって、軸部(20)は略管状、特に円筒状となるように設計されている、軸部(20)。
- 風力発電装置(100)の設計方法であって、
風力発電装置のピッチングモーメント(mSN)の予測値を算出するステップと、
特に風力発電装置(100)の定格動作について、風力発電装置(100)の高さに依存するスラストモーメントの予測値を算出するステップと、
ピッチングモーメント(mSN)とスラストモーメント(mS)の和が最小、特にゼロとなる高さ位置を算出するステップと、
前記高さ位置をアジマス軸受(24)の位置として決定するステップとを含む、設計方法。
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