JP2017044150A - Wind turbine generator system - Google Patents

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勝司 吹原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To more reduce the breakage of constituent components of a wind turbine generator system, a yaw unit in particular.SOLUTION: A wind turbine generator system (12) comprises: a brace (14); a nacelle (16); a gyration gear (20); a first brake (18) that brakes the gyration of the nacelle without interposing the gyration gear therebetween; and n second brakes YU (n is an integer of 2 or more) that include a gyration pinion RP engaging with the gyration gear and brake the gyration of the nacelle with interposing the gyration gear therebetween by braking the revolution of the gyration pinion, in which the n second brakes include a torque limiter TL which starts sliding when an actuation start torque being the specified value or more is applied; and (A-B)-(n-1)Y<X is established in which A is regarded as an assumption largest value of an external force; B is a brake force of the first brake; X is the actuation start torque; and Y is a torque after actuation.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、風力発電設備に関する。   The present invention relates to a wind power generation facility.

特許文献1に、支柱と、該支柱に対して旋回するナセルと、支柱に設けられた旋回歯車と、旋回歯車に噛合する旋回ピニオンを有し旋回ピニオンの回転を制動することによって前記旋回歯車を介してナセルの旋回を駆動・制動する4台のヨーユニットと、を備えた風力発電設備が開示されている。   In Patent Document 1, a support column, a nacelle that rotates with respect to the support column, a rotation gear that is provided on the support column, and a rotation pinion that meshes with the rotation gear, and braking the rotation of the rotation pinion, And four yaw units that drive and brake the turning of the nacelle via the wind turbine generator.

特許文献1では、図11に示されるように、旋回歯車920を介さずにナセル916の旋回を制動する制動装置として、滑り軸受918を用いた構成を開示している。具体的には、この制動機能付きの滑り軸受918は、支柱914側に固定された軸受板919を取り囲むように第1〜第3滑り軸受材921A〜921Cが設けられており、(該滑り軸受918の滑り抵抗の設定により)ナセル916の旋回に対して所定の制動力を得ている。   In Patent Literature 1, as shown in FIG. 11, a configuration using a sliding bearing 918 is disclosed as a braking device that brakes the turning of the nacelle 916 without using the turning gear 920. Specifically, the sliding bearing 918 with a braking function is provided with first to third sliding bearing members 921A to 921C so as to surround a bearing plate 919 fixed to the support column 914 side. A predetermined braking force is obtained for the turning of the nacelle 916 (by setting the slip resistance of 918).

特許文献1では、強風下の停電時には、ヨーユニット924の制動力を弱めて、ナセル916が旋回できるように構成している。   In patent document 1, it is comprised so that the nacelle 916 can turn by weakening the braking force of the yaw unit 924 at the time of a power failure under strong winds.

特開2011−127551号公報(図4)Japanese Patent Laying-Open No. 2011-127551 (FIG. 4)

特許文献1では、強風下の停電時には、制動力を弱めて、ナセルが旋回できるように構成している。しかしながら、なお、ヨーユニットの破損を十分に防止できず、ときに破損に至ってしまうことがある、というのが実情であった。   In patent document 1, at the time of a power failure under a strong wind, the braking force is weakened so that the nacelle can turn. However, the actual situation is that damage to the yaw unit cannot be sufficiently prevented, and sometimes the yaw unit may be damaged.

本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、風力発電設備の構成部材の破損、特にヨーユニットの破損を、より低減することをその課題としている。   The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to further reduce breakage of components of a wind power generation facility, particularly breakage of a yaw unit.

本発明は、支柱と、該支柱に対して旋回するナセルと、前記支柱に設けられた旋回歯車と、該旋回歯車を介さずに前記ナセルの旋回を制動する第1制動装置と、前記旋回歯車に噛合する旋回ピニオンを有し当該旋回ピニオンの回転を制動することによって前記旋回歯車を介して前記ナセルの旋回を制動するn(nは2以上の整数)台の第2制動装置と、を備えた風力発電設備であって、前記n台の第2制動装置は、所定値以上のトルクが掛かったときに滑り出すトルクリミッタを有し、前記ナセルを旋回させようとする外力の想定最大値をA、前記第1制動装置の制動力をB、前記所定値に相当するトルクリミッタの作動開始トルクをX、該トルクリミッタが作動した後に伝達する作動後トルクをY、としたときに、
(A−B)−(n−1)Y<X
が成立している構成とすることにより、上記課題を解決したものである。
The present invention includes a support column, a nacelle that rotates with respect to the support column, a swivel gear provided on the support column, a first braking device that brakes the swiveling of the nacelle without using the swivel gear, and the swivel gear. And n (n is an integer greater than or equal to 2) second braking devices that brake the turning of the nacelle via the turning gear by braking the rotation of the turning pinion. The n second braking devices include a torque limiter that slides when a torque greater than or equal to a predetermined value is applied, and an estimated maximum value of an external force that attempts to turn the nacelle is A. When the braking force of the first braking device is B, the torque starting torque of the torque limiter corresponding to the predetermined value is X, and the post-operation torque transmitted after the torque limiter is operated is Y,
(AB)-(n-1) Y <X
The above-described problem is solved by adopting a configuration in which is established.

本発明者らは、実際にヨーユニットの破損のメカニズムを吟味・検証した結果、これまでの設計思想では対応できない(従来の設計概念とは異なる)新たな知見を得た。上記構成は、この知見に基づくものである(後に詳述)。   As a result of examining and verifying the mechanism of breakage of the yaw unit, the present inventors have obtained new knowledge that cannot be handled by the conventional design concept (different from the conventional design concept). The above configuration is based on this finding (detailed later).

本発明は、この知見に基づき、n台の第2制動装置に、所定値以上のトルクが掛かったときに滑り出すトルクリミッタを装備する。そして、外力の想定最大値A、第1制動装置の制動力B、第2制動装置の台数n、第2制動装置のトルクリミッタの作動開始トルクX、作動後トルクYに着目し、(A−B)−(n−1)Y<Xが成立するように構成する。   Based on this knowledge, the present invention equips the n second braking devices with a torque limiter that slides when a torque greater than a predetermined value is applied. Then, paying attention to the assumed maximum value A of the external force, the braking force B of the first braking device, the number n of the second braking devices, the operation start torque X of the torque limiter of the second braking device, and the post-operation torque Y, (A− B)-(n-1) Y <X is satisfied.

これにより、従来の発想では対応し切れない風力発電設備の構成部材の破損、特にヨーユニットの破損をより低減することができるようになる。   As a result, it is possible to further reduce damage to the components of the wind power generation facility, particularly damage to the yaw unit, which cannot be handled by conventional ideas.

なお、本発明は、支柱と、該支柱に対して旋回するナセルと、前記支柱に設けられた旋回歯車と、該旋回歯車を介さずに前記ナセルの旋回を制動する第1制動装置と、前記旋回歯車に噛合する旋回ピニオンを有し当該旋回ピニオンの回転を制動することによって前記旋回歯車を介して前記ナセルの旋回を制動するn(nは2以上の整数)台の第2制動装置と、を備えた風力発電設備であって、前記n台の第2制動装置は、所定値以上のトルクが掛かったときに滑り出すトルクリミッタを有し、前記ナセルを旋回させようとする外力の想定最大値をA、前記第1制動装置の制動力をB、前記所定値に相当する各トルクリミッタの作動開始トルクをX1、X2、…、Xn、各トルクリミッタが作動した後に伝達する作動後トルクをY1、Y2、…、Yn、各作動開始トルクX1、X2、…、Xnの中で最小の作動開始トルクをXmin、各作動後トルクY1、Y2、…、Ynの中で最大の作動後トルクをYmax、としたときに、
(A−B)−[(Y1+Y2+ … +Yn)−Ymax]<Xmin
が成立していることを特徴とする風力発電設備と捉えることもできる。
The present invention includes a support column, a nacelle that rotates with respect to the support column, a swing gear provided on the support column, a first braking device that brakes the turning of the nacelle without using the swing gear, N (n is an integer of 2 or more) second braking devices that have a turning pinion meshing with the turning gear and brake the turning of the nacelle via the turning gear by braking the rotation of the turning pinion; The n second braking devices include a torque limiter that slides when a torque greater than or equal to a predetermined value is applied, and an assumed maximum value of an external force that attempts to turn the nacelle. A, B, the braking force of the first braking device, B, the operation start torque of each torque limiter corresponding to the predetermined value X1, X2,..., Xn, and the post-operation torque transmitted after each torque limiter is operated. , Y2, ... Yn, when Xmin is the minimum operation start torque among the operation start torques X1, X2,..., Xn, and Ymax is the maximum post-operation torque among the torques Y1, Y2,. ,
(A−B) − [(Y1 + Y2 +... + Yn) −Ymax] <Xmin
It can also be regarded as a wind power generation facility characterized by the fact that

本発明によれば、風力発電設備の構成部材の破損、特にヨーユニットの破損を、より低減することができる。   According to the present invention, it is possible to further reduce breakage of components of the wind power generation facility, particularly breakage of the yaw unit.

本発明の実施形態の一例に係る風力発電設備のヨーユニットの構成例を示す断面図Sectional drawing which shows the structural example of the yaw unit of the wind power generation equipment which concerns on an example of embodiment of this invention. 図1のヨーユニットの要部拡大図Enlarged view of the main part of the yaw unit in FIG. 図1の実施形態における旋回歯車と旋回ピニオンの配置関係を示す概略平面図The schematic plan view which shows the arrangement | positioning relationship of the turning gearwheel and turning pinion in embodiment of FIG. 図1のヨーユニットのトルクリミッタの作動態様を示す模式図The schematic diagram which shows the operating mode of the torque limiter of the yaw unit of FIG. 図1のヨーユニットの図4の後のトルクリミッタの作動態様を示す模式図FIG. 4 is a schematic diagram showing an operation mode of the torque limiter after FIG. 4 of the yaw unit of FIG. 図1のヨーユニットの図5の後のトルクリミッタの作動態様を示す模式図The schematic diagram which shows the operation | movement aspect of the torque limiter after FIG. 5 of the yaw unit of FIG. 図1のヨーユニットの図6の後のトルクリミッタの作動態様を示す模式図The schematic diagram which shows the operation | movement aspect of the torque limiter after FIG. 6 of the yaw unit of FIG. 図1のヨーユニットの図7の後のトルクリミッタの作動態様を示す模式図The schematic diagram which shows the operation | movement aspect of the torque limiter after FIG. 7 of the yaw unit of FIG. 本発明の実施形態の他の例に係る風力発電設備のヨーユニットのトルクリミッタの作動態様を示す模式図The schematic diagram which shows the operation | movement aspect of the torque limiter of the yaw unit of the wind power generation equipment which concerns on the other example of embodiment of this invention. 図1の風力発電設備の全体を示す概略側面図Schematic side view showing the entire wind power generation facility of FIG. 従来の風力発電設備のヨーユニットと旋回歯車の近傍の構成を示す要部概略断面図Schematic cross-sectional view of the main part showing the configuration in the vicinity of the yaw unit and swivel gear of a conventional wind power generation facility

以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例に係る風力発電設備を詳細に説明する。   Hereinafter, a wind power generation facility according to an example of an embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings.

先ず、この風力発電設備12の概略構成から説明する。   First, the schematic configuration of the wind power generation facility 12 will be described.

図10は、本風力発電設備12の全体を示す概略側面図である。また、図1は、本発明の実施形態の一例に係る風力発電設備12のヨーユニットYUの構成例を示す断面図、図2は、その要部拡大図、図3は、当該風力発電設備12における旋回歯車20(軸心C20)と旋回ピニオンRP(RP1〜RP4)の配置関係を示す概略平面図である。   FIG. 10 is a schematic side view showing the entire wind power generation facility 12. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of a yaw unit YU of a wind power generation facility 12 according to an example of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a main part thereof, and FIG. It is a schematic plan view which shows the arrangement | positioning relationship between the turning gear 20 (axial center C20) and turning pinion RP (RP1-RP4) in FIG.

本実施形態の風力発電設備12は、図10に示されるように、支柱14と、該支柱14に対して旋回自在に組み付けられたナセル16と、を備えている。ナセル16は、制動機能を有する滑り軸受18を介して支柱14に旋回可能に組み付けられている。   As shown in FIG. 10, the wind power generation facility 12 of the present embodiment includes a support column 14 and a nacelle 16 that is pivotably assembled to the support column 14. The nacelle 16 is rotatably assembled to the support column 14 via a sliding bearing 18 having a braking function.

この滑り軸受18が、本実施形態における「第1制動装置」に相当している。ここで、第1制動装置とは、「旋回歯車を介さずにナセルの旋回を制動する制動装置」を意味している。   The sliding bearing 18 corresponds to the “first braking device” in the present embodiment. Here, the first braking device means “a braking device that brakes the turning of the nacelle without using a turning gear”.

第1制動装置として、「制動機能を有する滑り軸受18」を採用する場合、具体的には例えば、図11を用いて既に説明した特許文献1に記載の構成を採用できる。発生される制動力は、軸受板(919)や第1〜第3滑り軸受材(921A〜921C)の素材の選定等によって調整可能である。また、例えば、ばねの圧縮量を調整することで、滑り軸受材の軸受板に対する押付力を調整し、制動力を可変とする機構を設けてもよい。滑り軸受18によって発生される制動力は、ナセル16の旋回時、制動時(静止時)を問わず、常時作用することになる。   When the “sliding bearing 18 having a braking function” is employed as the first braking device, specifically, for example, the configuration described in Patent Document 1 already described with reference to FIG. 11 can be employed. The generated braking force can be adjusted by selecting the material of the bearing plate (919) and the first to third sliding bearing materials (921A to 921C). Further, for example, a mechanism for adjusting the pressing force of the sliding bearing material against the bearing plate by adjusting the compression amount of the spring to make the braking force variable may be provided. The braking force generated by the sliding bearing 18 always acts regardless of whether the nacelle 16 is turning or braking (when stationary).

なお、ナセル16の支持機構は、必ずしも滑り軸受で構成する必要はなく、例えば、転がり軸受で構成してもよい。転がり軸受であっても、必ず、旋回抵抗はあるため、「旋回歯車を介さずにナセルの旋回を制動する第1制動装置」として機能し得る。   In addition, the support mechanism of the nacelle 16 does not necessarily need to be comprised with a sliding bearing, for example, you may comprise with a rolling bearing. Even if it is a rolling bearing, since there is always a turning resistance, it can function as a “first braking device that brakes turning of the nacelle without using a turning gear”.

支柱14には、旋回歯車20が設けられ、ナセル16には、図1、図2に示されるようなヨーユニットYUが組み込まれている。ヨーユニットYUは、本実施形態での「第2制動装置」に相当している。ここで、第2制動装置とは、「旋回歯車に噛合する旋回ピニオンを有し当該旋回ピニオンの回転を制動することによって旋回歯車を介してナセルの旋回を制動する装置」を意味している。   The support column 14 is provided with a swivel gear 20, and the nacelle 16 incorporates a yaw unit YU as shown in FIGS. 1 and 2. The yaw unit YU corresponds to the “second braking device” in the present embodiment. Here, the second braking device means “a device that has a turning pinion meshing with the turning gear and brakes the turning of the nacelle via the turning gear by braking the rotation of the turning pinion”.

図3に示されるように、本風力発電設備12では、旋回歯車20に対してヨーユニットYUが4台(YU1〜YU4)設けられている。つまり、n=4である。nは、2以上の整数である。4台のヨーユニットYUは、全て同一の構成を有している。ヨーユニットYUは、旋回歯車20に外接噛合する旋回ピニオンRPを有している(内接噛合でもよい)。   As shown in FIG. 3, in the wind power generation facility 12, four yaw units YU (YU1 to YU4) are provided for the turning gear 20. That is, n = 4. n is an integer of 2 or more. All four yaw units YU have the same configuration. The yaw unit YU has a turning pinion RP that externally meshes with the revolving gear 20 (may be inscribed meshing).

図3に示されるように、4台のヨーユニットYUは、周方向に等間隔ではない。もっとも、ヨーユニットYUの配置は、必ずしもこの図3の配置には限定されず、例えば、ヨーユニットYU同士の周方向の間隔が同一となるように配置してもよいし、全てのヨーユニットYU1〜YU4をナセル16の後方側(反ブレード17側)に集めて配置するようにしてもよい。   As shown in FIG. 3, the four yaw units YU are not equally spaced in the circumferential direction. However, the arrangement of the yaw units YU is not necessarily limited to the arrangement shown in FIG. 3. For example, the yaw units YU may be arranged such that the circumferential intervals between the yaw units YU are the same, or all the yaw units YU1. YU4 may be collected and arranged on the rear side of the nacelle 16 (on the side opposite to the blade 17).

以下、図1、図2を参照して、ヨーユニットYUの具体的な構成を説明する。   Hereinafter, a specific configuration of the yaw unit YU will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

各ヨーユニットYUは、モータ2と、減速機構4と、制動機構6と、を有し、減速機構4の出力軸(具体的には後述する後段出力軸51)に旋回ピニオンRPが設けられている。ヨーユニットYUは、ナセル16を旋回駆動すると共にナセル16の制動が可能である。ヨーユニットYUは、さらに、所定値以上のトルクが掛かったときに滑り出すトルクリミッタTLを有している。   Each yaw unit YU includes a motor 2, a speed reduction mechanism 4, and a braking mechanism 6, and a turning pinion RP is provided on an output shaft of the speed reduction mechanism 4 (specifically, a later-stage output shaft 51 described later). Yes. The yaw unit YU can turn the nacelle 16 and can brake the nacelle 16. The yaw unit YU further includes a torque limiter TL that slides when a torque greater than a predetermined value is applied.

ヨーユニットYUのモータ2は、本実施形態においては、3相の誘導モータである。誘導モータは、本質的に「滑り」を有しているため、4台のヨーユニットYUのモータ2を同時に駆動することにより、自動的にトルクの等配が行われ、4台のモータ2がほぼ同一の負荷を受け持って旋回ピニオンRPを駆動できる。なお、モータは、ブレーキ付きのサーボモータであってもよい。   The motor 2 of the yaw unit YU is a three-phase induction motor in the present embodiment. Since the induction motor has essentially “slip”, the torques are automatically distributed by simultaneously driving the motors 2 of the four yaw units YU. The turning pinion RP can be driven with almost the same load. The motor may be a servo motor with a brake.

ヨーユニットYUの制動機構6は、この風力発電設備12では、モータ2のモータ軸12Aの反負荷側に設けられている。制動機構6は、モータケーシング22に固定されたコイル24と、モータケーシング22と周方向に固定されると共に、軸方向に移動可能に組み込まれた可動板26と、該可動板26を反コイル側に付勢するスプリング28と、モータ軸12Aとキー66を介して一体化されたブレーキハブ32と、モータケーシング22側に固定されたプレート34と、を備えている。   The braking mechanism 6 of the yaw unit YU is provided on the non-load side of the motor shaft 12 </ b> A of the motor 2 in the wind power generation facility 12. The braking mechanism 6 includes a coil 24 fixed to the motor casing 22, a movable plate 26 that is fixed to the motor casing 22 in the circumferential direction and is movably incorporated in the axial direction, and the movable plate 26 on the non-coil side. And a brake hub 32 integrated with the motor shaft 12A via a key 66, and a plate 34 fixed to the motor casing 22 side.

可動板26は、モータ2の非駆動時(コイル24の非通電時)は、スプリング28によってブレーキハブ32側に押し付けられ、プレート34と共にブレーキハブ32を強く挟持することでモータ軸12Aの回転を拘束している(制動している)。可動板26は、モータ2の駆動時に、コイル24に吸引され、この結果、制動が解放され、モータ軸12Aの回転が許容される。   When the motor 2 is not driven (when the coil 24 is not energized), the movable plate 26 is pressed against the brake hub 32 side by the spring 28 and strongly holds the brake hub 32 together with the plate 34 to rotate the motor shaft 12A. Restrained (braking). When the motor 2 is driven, the movable plate 26 is attracted to the coil 24. As a result, braking is released and the motor shaft 12A is allowed to rotate.

制動機構6による制動は、モータ軸12Aの駆動と連動してオン−オフ的に行われる。すなわち、この制動機構6は、モータ2を積極的に稼働してナセル16を旋回させるとき以外は、モータ軸12Aの回転を拘束する無励磁作動型の制動装置である。モータ軸12Aは、旋回ピニオンRPと動力伝達可能にリンクされているため、モータ軸12Aを制動することにより旋回ピニオンRPの制動が可能である。   Braking by the braking mechanism 6 is performed on-off in conjunction with driving of the motor shaft 12A. That is, the brake mechanism 6 is a non-excitation operation type brake device that restrains the rotation of the motor shaft 12A except when the motor 2 is actively operated to turn the nacelle 16. Since the motor shaft 12A is linked to the turning pinion RP so that power can be transmitted, the turning pinion RP can be braked by braking the motor shaft 12A.

ヨーユニットYUの減速機構4は、ハイポイドギヤセット40および平行軸ギヤセット42で構成される2段型の前段減速機構44と、1段で高減速比を得ることのできる偏心揺動型の後段減速機構46(具体的構成は図示略)と、を備えている。   The reduction mechanism 4 of the yaw unit YU includes a two-stage front-stage reduction mechanism 44 composed of a hypoid gear set 40 and a parallel shaft gear set 42, and an eccentric oscillating type rear-stage reduction mechanism capable of obtaining a high reduction ratio in one stage. 46 (specific configuration is not shown).

ヨーユニットYUのトルクリミッタTLは、前段減速機構44の前段出力軸50と一体化された継軸52と、後段減速機構46の後段入力軸56との間に介在されている。   The torque limiter TL of the yaw unit YU is interposed between the joint shaft 52 integrated with the front output shaft 50 of the front speed reduction mechanism 44 and the rear input shaft 56 of the rear speed reduction mechanism 46.

トルクリミッタTLは、継軸52(第1軸)と一体に回転する支持部材58(第1部材)と、後段減速機構46の後段入力軸56(第2軸)と一体に回転する摩擦板部材60(第2部材)と、支持部材58と摩擦板部材60とを押し付ける押し付け機構62と、該押し付け機構62による押付力を調整する調整機構64と、を有する。   The torque limiter TL includes a support member 58 (first member) that rotates integrally with the joint shaft 52 (first shaft), and a friction plate member that rotates integrally with the rear input shaft 56 (second shaft) of the rear speed reduction mechanism 46. 60 (second member), a pressing mechanism 62 that presses the support member 58 and the friction plate member 60, and an adjustment mechanism 64 that adjusts the pressing force of the pressing mechanism 62.

より具体的には、継軸52と一体に回転する支持部材58は、継軸52に外嵌された円筒部58Aと該円筒部58Aの後段入力軸56側の端部から径方向外側に一体的に延在された延在プレート部58Bと、を有している。   More specifically, the support member 58 that rotates integrally with the joint shaft 52 is integrally formed radially outward from the cylindrical portion 58A that is externally fitted to the joint shaft 52 and the end of the cylindrical portion 58A on the rear input shaft 56 side. And an extended plate portion 58 </ b> B that is extended.

支持部材58の円筒部58Aは、キー66を介して継軸52と周方向に一体化されている。円筒部58Aは、座金68およびボルト70により、継軸52に対して軸方向後段入力軸56側へ移動することが規制されている。円筒部58Aは、軸方向反後段入力軸側の端部58A1が、前段出力軸50の後段入力軸56側の端部50Eと当接し、継軸52に対して軸方向反後段入力軸側へ移動することが規制されている。   The cylindrical portion 58 </ b> A of the support member 58 is integrated with the joint shaft 52 in the circumferential direction via the key 66. The cylindrical portion 58 </ b> A is restricted from moving toward the rear input shaft 56 in the axial direction with respect to the joint shaft 52 by a washer 68 and a bolt 70. In the cylindrical portion 58A, the end portion 58A1 on the axially opposite rear input shaft side is in contact with the end portion 50E on the rear input shaft 56 side on the front output shaft 50, and the axially opposite rear input shaft side with respect to the joint shaft 52 is located. It is restricted to move.

一方、後段減速機構46の後段入力軸56は、スプライン72を介してベースプレート74と一体化されている。ベースプレート74は、円板状のプレート部74Aと該プレート部74Aの外周部から継軸52側に曲折された立ち上がり部74Bと、を有する。   On the other hand, the rear input shaft 56 of the rear stage reduction mechanism 46 is integrated with the base plate 74 via the spline 72. The base plate 74 includes a disk-shaped plate portion 74A and a rising portion 74B bent from the outer peripheral portion of the plate portion 74A to the joint shaft 52 side.

前記摩擦板部材60は、この立ち上がり部74Bにおいてベースプレート74とボルト76を介して一体化されている。これにより、摩擦板部材60は、ベースプレート74を介して後段減速機構46の後段入力軸56と一体に回転する。摩擦板部材60は、支持部材58の延在プレート部58Bの軸方向反後段入力軸側に位置し、継軸52と一体に回転する支持部材58と対向している。   The friction plate member 60 is integrated with the base plate 74 and bolts 76 at the rising portion 74B. As a result, the friction plate member 60 rotates integrally with the rear input shaft 56 of the rear speed reduction mechanism 46 via the base plate 74. The friction plate member 60 is positioned on the side opposite to the axial input shaft side of the extending plate portion 58 </ b> B of the support member 58 and faces the support member 58 that rotates integrally with the joint shaft 52.

支持部材58と摩擦板部材60とを押し付ける押し付け機構62は、継軸52の軸方向に沿って移動して摩擦板部材60を押し付け可能な可動プレート80と、該可動プレート80を軸方向反摩擦板部材側から押し付ける皿ばね82と、該皿ばね82の押付力の反力を受ける受け部材84を備える。摩擦板部材60は、支持部材58の延在プレート部58Bと可動プレート80との間に挟持され、該支持部材58および可動プレート80と摩擦接触している。   The pressing mechanism 62 that presses the support member 58 and the friction plate member 60 is moved along the axial direction of the joint shaft 52 to be able to press the friction plate member 60, and the movable plate 80 is axially anti-frictioned. A disc spring 82 that is pressed from the plate member side and a receiving member 84 that receives a reaction force of the pressing force of the disc spring 82 are provided. The friction plate member 60 is sandwiched between the extending plate portion 58 </ b> B of the support member 58 and the movable plate 80, and is in frictional contact with the support member 58 and the movable plate 80.

押し付け機構62による押付力を調整する調整機構64は、受け部材84の軸方向位置を調整可能な調整ボルト86と、該調整ボルト86が螺合される雌ねじ88Aを有する固定プレート88を備える。調整ボルト86の雌ねじ88Aに対する螺合位置を調整することにより受け部材84の軸方向位置を調整し、押し付け機構62の皿ばね82の押付力を調整することができる。これにより、トルクリミッタTLが作動を開始する(滑り出す)作動開始トルクXを調整することができる。また、作動開始トルクXの調整と連動してトルクリミッタTLが作動した後に伝達する作動後トルクYを間接的に調整することができる。   The adjustment mechanism 64 that adjusts the pressing force by the pressing mechanism 62 includes an adjustment bolt 86 that can adjust the axial position of the receiving member 84 and a fixing plate 88 that has a female screw 88A into which the adjustment bolt 86 is screwed. The axial position of the receiving member 84 can be adjusted by adjusting the screwing position of the adjusting bolt 86 with respect to the female screw 88A, and the pressing force of the disc spring 82 of the pressing mechanism 62 can be adjusted. Thereby, the operation start torque X at which the torque limiter TL starts (slides) can be adjusted. Further, the post-operation torque Y transmitted after the torque limiter TL is operated in conjunction with the adjustment of the operation start torque X can be indirectly adjusted.

ヨーユニットYUの旋回ピニオンRPは、後段減速機構46の後段出力軸51に、スプライン53、ボルト55、およびプレート57を介して設けられており、支柱14側に固定された旋回歯車20と噛合している(図1、図3参照)。   The turning pinion RP of the yaw unit YU is provided on the rear output shaft 51 of the rear stage reduction mechanism 46 via the spline 53, the bolt 55, and the plate 57, and meshes with the turning gear 20 fixed to the support column 14 side. (See FIGS. 1 and 3).

次に、ヨーユニットYUのケーシングについて説明する。   Next, the casing of the yaw unit YU will be described.

モータ2のモータケーシング22は、継ケーシング90を介して前段減速機構44の前段ケーシング92と連結されている。継ケーシング90と前段ケーシング92との間にはOリング93が配置されている。   The motor casing 22 of the motor 2 is connected to the front casing 92 of the front speed reduction mechanism 44 via the joint casing 90. An O-ring 93 is disposed between the joint casing 90 and the front casing 92.

前段減速機構44の前段ケーシング92は、側面に開口部94Aを有する有底円筒状の本体部94と、該開口部94Aを閉塞する蓋体部96とで構成されている。前段ケーシング92の本体部94と蓋体部96は、ボルト98によって連結されている。本体部94と蓋体部96の間は、Oリング100で封止されている。本体部94および蓋体部96によって前段減速機構44の前段収容空間SP1が形成されている。本体部94および蓋体部96は、前段減速機構44の前記前段出力軸50が貫通している。前段出力軸50と本体部94の間にはオイルシール102が配置され、前段出力軸50と蓋体部96との間には、オイルシール103が配置されている。前段収容空間SP1は、本体部94および蓋体部96、前段出力軸50、Oリング93、100、オイルシール102、103によって密封されている。   The front casing 92 of the front speed reduction mechanism 44 includes a bottomed cylindrical main body 94 having an opening 94A on a side surface, and a lid body 96 that closes the opening 94A. The main body portion 94 and the lid portion 96 of the front casing 92 are connected by a bolt 98. A space between the main body portion 94 and the lid portion 96 is sealed with an O-ring 100. The main body portion 94 and the lid body portion 96 form a front-stage accommodation space SP1 of the front-stage speed reduction mechanism 44. The main body portion 94 and the lid body portion 96 are penetrated by the front output shaft 50 of the front speed reduction mechanism 44. An oil seal 102 is disposed between the front output shaft 50 and the main body 94, and an oil seal 103 is disposed between the front output shaft 50 and the lid body 96. The front housing space SP <b> 1 is sealed by the main body 94 and the lid body 96, the front output shaft 50, O-rings 93 and 100, and oil seals 102 and 103.

前段減速機構44の本体部94および蓋体部96は、通しボルト104によって第1継プレート106に連結されている。第1継プレート106は、継ボルト108を介してトルクリミッタTLのリミッタケーシング110と連結されている。   The main body portion 94 and the lid body portion 96 of the front stage reduction mechanism 44 are connected to the first joint plate 106 by through bolts 104. The first joint plate 106 is connected to the limiter casing 110 of the torque limiter TL via the joint bolt 108.

リミッタケーシング110は、トルクリミッタTLのリミッタ収容空間SP3を形成している。リミッタケーシング110は、連結ボルト112によって第2継プレート114と連結されている。第2継プレート114は、後段ボルト116を介して後段減速機構46の後段ケーシング118と連結されている。後段ケーシング118の内部に、後段減速機構46の後段収容空間(SP2)が形成されている。   The limiter casing 110 forms a limiter accommodating space SP3 for the torque limiter TL. The limiter casing 110 is connected to the second joint plate 114 by a connecting bolt 112. The second joint plate 114 is connected to the rear casing 118 of the rear reduction mechanism 46 via the rear bolt 116. A rear housing space (SP 2) is formed in the rear casing 118 in the rear deceleration mechanism 46.

後段ケーシング118は、後段減速機構46の後段入力軸56が貫通している。後段ケーシング118と後段入力軸56との間は、ブッシュ120およびオイルシール122が介在されている。後段減速機構46の後段収容空間SP2は、後段ケーシング118、後段入力軸56、ブッシュ120、およびオイルシール122等によって密封されている。   In the rear casing 118, the rear input shaft 56 of the rear speed reduction mechanism 46 penetrates. A bush 120 and an oil seal 122 are interposed between the rear casing 118 and the rear input shaft 56. The rear housing space SP2 of the rear speed reduction mechanism 46 is sealed by a rear casing 118, a rear input shaft 56, a bush 120, an oil seal 122, and the like.

前段減速機構44の前段収容空間SP1とトルクリミッタTLのリミッタ収容空間SP3は、前段減速機構44の本体部94と前段出力軸50との間に配置されたオイルシール102によって仕切られている。トルクリミッタTLのリミッタ収容空間SP3と後段減速機構46の後段収容空間SP2は、後段ケーシング118、後段入力軸56、ブッシュ120、およびオイルシール122によって仕切られている。   The front housing space SP1 of the front speed reduction mechanism 44 and the limiter housing space SP3 of the torque limiter TL are partitioned by an oil seal 102 disposed between the main body portion 94 of the front speed reduction mechanism 44 and the front output shaft 50. The limiter housing space SP3 of the torque limiter TL and the rear housing space SP2 of the rear speed reduction mechanism 46 are partitioned by a rear casing 118, a rear input shaft 56, a bush 120, and an oil seal 122.

前段収容空間SP1と後段収容空間SP2には潤滑剤が封入されているが、リミッタ収容空間SP3には潤滑剤は封入されていない。つまり、このトルクリミッタTLは、乾式のトルクリミッタである。   Lubricant is sealed in the front housing space SP1 and the rear housing space SP2, but no lubricant is sealed in the limiter housing space SP3. That is, the torque limiter TL is a dry torque limiter.

本実施形態に係る風力発電設備12は、実際にヨーユニットYUの破損のメカニズムを吟味・検証した結果、新たに得られた知見に基づいて設計されている。   The wind power generation facility 12 according to the present embodiment is designed on the basis of newly obtained knowledge as a result of examining and verifying the mechanism of breakage of the yaw unit YU.

この知見は、纏めると、概略以下のようになる。   This knowledge is summarized as follows.

[知見1]各ヨーユニットYUが、モータ2の駆動力によって旋回ピニオンRPを駆動し、ナセル16を旋回させるときには、各ヨーユニットYUの旋回ピニオンRPが旋回歯車20に対してトルクを伝達する方向は一致している。各ヨーユニットYUの該トルクのばらつきは小さく、各ヨーユニットYUは、共同してナセル16の旋回に寄与する。   [Knowledge 1] When each yaw unit YU drives the turning pinion RP by the driving force of the motor 2 to turn the nacelle 16, the turning pinion RP of each yaw unit YU transmits torque to the turning gear 20. Are consistent. The variation in the torque of each yaw unit YU is small, and each yaw unit YU contributes to the turning of the nacelle 16 together.

[知見2]しかしながら、モータ2が停止してヨーユニットYUが制動状態に入ると、各ヨーユニットYUには風力によってナセル16側から外力(風力)が入力されるようになる。このとき、各ヨーユニットYUが負担する負荷は、ナセル16をモータ2で旋回させているときと比べて、大きくばらつく傾向がある。   [Knowledge 2] However, when the motor 2 stops and the yaw unit YU enters a braking state, an external force (wind force) is input to each yaw unit YU from the nacelle 16 side by wind force. At this time, the load borne by each yaw unit YU tends to vary greatly compared to when the nacelle 16 is turned by the motor 2.

[知見3]全てのヨーユニットYUのトルクリミッタTLが作動して(滑って)ナセル16が連続的な旋回を開始するときは、各ヨーユニットYUが受ける負荷は、特に大きくばらつく。それだけではなく、全てのトルクリミッタTLが滑り出した直後(ナセル16が連続的な旋回を開始した直後)では、それぞれのヨーユニットYUの受ける荷重の方向さえばらばらになったり、特定のヨーユニットYUにおいて、静止していたときより大きな荷重が掛かってしまうこともある。   [Knowledge 3] When the torque limiters TL of all the yaw units YU are operated (slid) and the nacelle 16 starts continuous turning, the load received by each yaw unit YU varies greatly. In addition, immediately after all the torque limiters TL have started to slide (immediately after the nacelle 16 starts continuous turning), the direction of the load received by each yaw unit YU becomes uneven, or in a specific yaw unit YU. In some cases, a larger load may be applied than when stationary.

[知見4]ナセル16の旋回歯車20側から各ヨーユニットYUに入力される外力(風力)のトータルの荷重は、もし、全てのヨーユニットYUが均等に当該荷重を受けたならば、耐え得るレベルである(全てのヨーユニットYUが均等に荷重を受けても耐え得ないほど大きいことは殆どない)。   [Knowledge 4] The total load of the external force (wind force) input to each yaw unit YU from the swivel gear 20 side of the nacelle 16 can withstand if all the yaw units YU receive the load equally. Level (almost never large enough that all yaw units YU cannot withstand even loads).

上記[知見3]は、従来の知見の概念とは全く異なる概念である。   The above [Knowledge 3] is a completely different concept from the concept of the conventional knowledge.

従来は、上記特許文献1に見られるように、例えば、強風下の停電時にそれまで止まっていたナセル16の旋回を許容するように構成すると、ヨーユニットYUの負荷は下がるものと考えられていた。   Conventionally, as seen in the above-mentioned Patent Document 1, for example, if it is configured to allow the nacelle 16 to stop turning at the time of a power failure under strong winds, the load on the yaw unit YU was considered to decrease. .

しかしながら、本発明者らが、実際のヨーユニットYUの破損のメカニズムを吟味・検証したところ、この従来の知見は妥当とは言えず、ナセル16が連続的な旋回を開始するときには、負荷が却って大きくなるヨーユニットYUが生じてしまうことがある、という[知見3]の事象を確認できた。   However, when the present inventors examined and verified the mechanism of damage of the actual yaw unit YU, this conventional knowledge is not valid. When the nacelle 16 starts continuous turning, the load is overturned. The phenomenon of [Knowledge 3] that a yaw unit YU that increases may occur may be confirmed.

この[知見3]の事象が生じる理由は、必ずしも明らかではないが、ナセル16の旋回が制動によって拘束されているときは、ナセル16と支柱14はほぼ一体化されている状態であるが、それまで制動によって止められていたナセル16が、風に煽られながら「旋回を開始」しようとすると、ナセル16の支持機構のがたつきの影響で旋回歯車20と旋回ピニオンRPの位置関係に衝撃的なずれが生じるためではないかと推察される。   The reason why the event of [Knowledge 3] occurs is not necessarily clear, but when the turning of the nacelle 16 is restrained by braking, the nacelle 16 and the column 14 are almost integrated, When the nacelle 16 that has been stopped by the braking operation tries to “start turning” while being blown by the wind, the positional relationship between the turning gear 20 and the turning pinion RP is shocked by the backlash of the support mechanism of the nacelle 16. It is inferred that this is due to a shift.

ナセル16の質量は巨大であるため、当該ナセル16の支持機構のがたつきが、旋回歯車20と旋回ピニオンRPとの噛合に与える影響は大きいと考えられる。そのため、ナセル16の回転開始時に、各ヨーユニットYUにおいて受ける荷重がばらついたり、特定のヨーユニットYUに極端に大きな荷重が発生したりしてしまうのではないかと解される。   Since the mass of the nacelle 16 is enormous, it is considered that the rattling of the support mechanism of the nacelle 16 has a great influence on the meshing between the turning gear 20 and the turning pinion RP. Therefore, it is understood that when the nacelle 16 starts rotating, the load received in each yaw unit YU may vary, or an extremely large load may be generated in a specific yaw unit YU.

このような知見から、本発明者らは、以下の見解を有するに至った。   From such knowledge, the present inventors came to have the following views.

[知見3]を考慮した対策として、制動時には、全ヨーユニットYUの制動機構6が均等に外力を受け持つことができる状態とする必要がある。そうであるならば、旋回歯車20に対する旋回ピニオンRPの噛合状態を均等化する(バックラッシの差を解消する)ために、ヨーユニットYUのトルクリミッタTLを滑らすのは有効である。   As a measure in consideration of [Knowledge 3], it is necessary that the braking mechanism 6 of all yaw units YU be able to evenly handle external force during braking. If so, it is effective to slide the torque limiter TL of the yaw unit YU in order to equalize the meshing state of the turning pinion RP with respect to the turning gear 20 (to eliminate the difference in backlash).

しかし、この場合でも、少なくとも1つのトルクリミッタTLは、滑ることなく非作動状態を維持すべきである。つまり、全てのトルクリミッタTLが同時に滑り出す状態(ナセル16が連続的な旋回を始める状態)を生じさせてはならない。そのためには、各トルクリミッタTLは、作動した後も、高い伝達トルク(作動後トルクY)を保持する必要がある。   However, even in this case, at least one torque limiter TL should remain inactive without slipping. That is, a state in which all the torque limiters TL start to slide simultaneously (a state in which the nacelle 16 starts continuous turning) should not be caused. For this purpose, each torque limiter TL needs to maintain a high transmission torque (post-operation torque Y) even after the operation.

[知見4]を考慮すると、この各トルクリミッタTLの作動開始トルクXと作動後トルクYの設定が適正であれば、少なくとも1つのヨーユニットYUのトルクリミッタTLは作動せずに済み、「各ヨーユニットYUが均等に荷重を負担した状態で、ナセル16が連続的な旋回に入らない状態に維持する」ことが可能になる。これにより、ヨーユニットYUの大半の破損は防止できる。   Considering [Knowledge 4], if the setting of the operation start torque X and the post-operation torque Y of each torque limiter TL is appropriate, the torque limiter TL of at least one yaw unit YU does not need to be operated. It is possible to maintain the nacelle 16 in a state in which it does not enter continuous turning while the yaw unit YU is equally loaded. Thereby, most damage of the yaw unit YU can be prevented.

そこで、本実施形態では、ナセル16を旋回させようとする外力の想定最大値Aと、旋回歯車20を介さずにナセル16の旋回を制動する第1制動装置の制動力Bと、第2制動装置であるヨーユニットYUの台数nと、トルクリミッタTLが作動を開始する作動開始トルクXと、該トルクリミッタTLが作動した後に伝達する作動後トルクYと、を管理すべきパラメータとして捉え、
(A−B)−(n−1)Y<X …(1)
が成立するように構成している。
Therefore, in the present embodiment, the assumed maximum value A of the external force for turning the nacelle 16, the braking force B of the first braking device that brakes the turning of the nacelle 16 without using the turning gear 20, and the second braking force. The number n of yaw units YU as devices, the operation start torque X at which the torque limiter TL starts to operate, and the post-operation torque Y to be transmitted after the torque limiter TL operates, are regarded as parameters to be managed.
(AB)-(n-1) Y <X (1)
Is configured to hold.

この(1)式は、全てのヨーユニットYUの構造(特性)が同一であることを前提としている。この実施形態に係る風力発電設備12では、ヨーユニットYUの台数は4(n=4)であるから、具体的には上記(1)式は、(A−B)−3Y<Xとなる。   This equation (1) assumes that the structures (characteristics) of all yaw units YU are the same. In the wind power generation facility 12 according to this embodiment, since the number of yaw units YU is 4 (n = 4), specifically, the above equation (1) is (A−B) −3Y <X.

なお、(1)式のA、B、X、Yは、旋回ピニオンRPの位置での換算値である。すなわち、各値は、動力伝達系におけるトルクリミッタTLや制動機構6等の配置位置と、旋回ピニオンRPの位置との間の減速比を考慮して、旋回ピニオンRPの位置での大きさに換算した値である。   In the formula (1), A, B, X, and Y are converted values at the position of the turning pinion RP. That is, each value is converted into a magnitude at the position of the turning pinion RP in consideration of a reduction ratio between the position of the torque limiter TL and the braking mechanism 6 in the power transmission system and the position of the turning pinion RP. It is the value.

(1)式の(A−B)は、ナセル16を旋回させようとする外力(風力)の想定最大値Aから、常時掛かっている第1制動装置での制動力Bをマイナスした分、つまり、第2制動装置で受け持たなければならない制動力に相当する。   (A-B) in the equation (1) is a value obtained by subtracting the braking force B of the first braking device that is constantly applied from the assumed maximum value A of the external force (wind force) that is to turn the nacelle 16, that is, This corresponds to the braking force that must be handled by the second braking device.

(1)式の(n−1)Yは、n台のうち最後の1台を除く第2制動装置が全て滑ったときに得られる作動後トルクYの合計である。   (N-1) Y in the equation (1) is a total of the post-operation torque Y obtained when all of the second braking devices except the last one of the n units slide.

上記(1)式は、第2制動装置で受け持たなければならない制動力(A−B)から、滑っている(n−1)台分の作動後トルクYの合計(n−1)Yを引いた値が、滑っていない最後の1台の第2制動装置の作動開始トルクXよりも小さければ、この最後の1台は滑らない状態を保持できる、という趣旨に基づいている。これにより、ナセル16を(連続的に)旋回させることなく静止状態に保持することができる。   The above formula (1) is calculated from the braking force (AB) that must be handled by the second braking device, and the sum (n-1) Y of the post-operation torque Y for the (n-1) slipping units. If the subtracted value is smaller than the operation start torque X of the last one second braking device that is not slipping, the last one is based on the idea that it can maintain a non-sliding state. Thereby, it is possible to hold the nacelle 16 in a stationary state without (continuously) turning.

[知見4]より、想定最大値Aは、n・Xよりも小さい現実的な値を想定可能である。また、常時掛かっている第1制動装置での制動力Bは、ほぼ任意に大きく設定できる値である。したがって、(A−B)は、ほぼ任意に小さく設定できる値である。そのため、(1)式は、設計次第で、必ず実現できる。   From [Knowledge 4], the assumed maximum value A can be assumed to be a realistic value smaller than n · X. Further, the braking force B in the first braking device that is always applied is a value that can be set to be almost arbitrarily large. Therefore, (A−B) is a value that can be set almost arbitrarily small. Therefore, the expression (1) can be surely realized depending on the design.

ここで、上記(1)式に関して、若干、補足しておく。   Here, the above formula (1) is slightly supplemented.

前記外力の想定最大値Aは、有限の値ではあるが、自然環境下の風の力に関する値であるため、本来、特定の値に一義的に定まっているものではない。そこで、本実施形態では、この外力の想定最大値Aとして、「組み込んでいる全ヨーユニットYUのモータ2の定格出力トルク×旋回ピニオンRP位置までの減速機構4の減速比の合算値」と定義した値を採用している。   Although the assumed maximum value A of the external force is a finite value, it is a value related to the wind force in the natural environment and is not originally uniquely determined to be a specific value. Therefore, in the present embodiment, the estimated maximum value A of the external force is defined as “the sum of the rated output torque of the motor 2 of all the built-in yaw units YU × the reduction ratio of the speed reduction mechanism 4 to the turning pinion RP position”. The value is adopted.

本実施形態では4台のヨーユニットYUは、全て同一の構成を有しているので、当該想定最大値Aは、組み込んでいるヨーユニットYUのモータ2の定格出力トルク×減速機構4の減速比×4となる。もし、異なる定格出力トルクのモータや異なる減速比の減速機構を有するヨーユニットが混在するときは、それぞれのヨーユニットの合算値を採用することになる。   Since all four yaw units YU have the same configuration in this embodiment, the assumed maximum value A is the rated output torque of the motor 2 of the built-in yaw unit YU × the reduction ratio of the reduction mechanism 4. X4. If a yaw unit having a motor with different rated output torque or a speed reduction mechanism with a different reduction ratio coexists, the combined value of each yaw unit is adopted.

ヨーユニットYUのモータ2の定格出力トルクは、強い風が吹く状況であっても風に抗して数分〜10数分掛けてナセル16を一周させる能力があるように選定される。この意味で、ナセル16を旋回させようとする外力の想定最大値Aを、モータ2の定格出力トルクと関連づけて確定するのは合理的である。この定義によれば、外力の想定最大値Aは、一義的に定まる。   The rated output torque of the motor 2 of the yaw unit YU is selected so as to have the ability to make the nacelle 16 go around several minutes to several tens of minutes against the wind even in a situation where a strong wind blows. In this sense, it is reasonable to determine the estimated maximum value A of the external force for turning the nacelle 16 in association with the rated output torque of the motor 2. According to this definition, the assumed maximum value A of the external force is uniquely determined.

一方、トルクリミッタTLが作動を開始する作動開始トルクXは、当該トルクリミッタTLが滑り出す直前の最大伝達トルクである。トルクリミッタTLは、上流側から入力されて来る伝達トルクが作動開始トルクXを上回ると作動し(滑り出し)、それ以上のトルクを下流側に伝達しない。具体的には、トルクリミッタTLの支持部材58の延在プレート部58Bと可動プレート80との間に摩擦接触で挟持されている摩擦板部材60が滑り出し、それ以上のトルクが下流側に伝達されない状態となる。   On the other hand, the operation start torque X at which the torque limiter TL starts operating is the maximum transmission torque immediately before the torque limiter TL starts to slide. The torque limiter TL operates (slid out) when the transmission torque input from the upstream side exceeds the operation start torque X, and does not transmit any more torque to the downstream side. Specifically, the friction plate member 60 sandwiched by frictional contact between the extension plate portion 58B of the support member 58 of the torque limiter TL and the movable plate 80 starts to slide, and no further torque is transmitted to the downstream side. It becomes a state.

これに対し、トルクリミッタTLが作動後に伝達する作動後トルクYは、当該トルクリミッタTLが現に作動しているときに(滑っているときに)、伝達可能なトルクである。この作動後トルクYは、特に考慮した設計がなされていないトルクリミッタの場合には、通常、作動開始トルクXよりもかなり低くなるのが一般的である。しかし、本発明では、作動後トルクYも、積極的に制動に寄与させるため、できるだけ作動開始トルクXに近い特性を有するトルクリミッタを採用するのが好ましい。   On the other hand, the post-operation torque Y transmitted after the torque limiter TL is operated is a torque that can be transmitted when the torque limiter TL is actually operating (sliding). This post-operation torque Y is generally much lower than the operation start torque X in the case of a torque limiter not specifically designed. However, in the present invention, it is preferable to employ a torque limiter having a characteristic as close to the operation start torque X as possible in order that the post-operation torque Y also positively contributes to braking.

より具体的には、作動後トルクYは、作動開始トルクXの80%以上であることが好ましく、さらに好ましくは、作動開始トルクXの90%以上を確保できると一層よい。既に説明した本実施形態に係る前記乾式のトルクリミッタTLでは、作動後トルクYとして、作動開始トルクXの85%以上確保することができている。   More specifically, the post-operation torque Y is preferably 80% or more of the operation start torque X, and more preferably 90% or more of the operation start torque X can be secured. In the dry torque limiter TL according to the embodiment already described, 85% or more of the operation start torque X can be secured as the post-operation torque Y.

なお、搭載されているヨーユニットYUの台数nが多いときは、ばらつきがより平準化されるため、作動後トルクYが多少低くても、より許容できる傾向となる。具体的には、トルクリミッタTLは、作動後トルクYが、作動開始トルクXの[100−5(n−1)]%以上であると、本発明をより効果的に実現することができる。   Note that, when the number n of the mounted yaw units YU is large, the variation is more leveled, so that even if the post-operation torque Y is somewhat low, the tendency tends to be acceptable. Specifically, the torque limiter TL can realize the present invention more effectively when the post-operation torque Y is [100-5 (n-1)]% or more of the operation start torque X.

次に、この風力発電設備12の作用を設明する。   Next, the operation of the wind power generation facility 12 will be explained.

各ヨーユニットYUのモータ2を稼働させると、前段減速機構44、トルクリミッタTL、後段減速機構46を介して旋回ピニオンRPが回転する。その結果、旋回ピニオンRPは、旋回歯車20から噛合反力を受けて旋回歯車20の軸心(支柱14の軸心)の周りを公転する。これにより、ヨーユニットYU全体が旋回歯車20の軸心の周りを公転し、ナセル16は支柱14に対して旋回することができる。   When the motor 2 of each yaw unit YU is operated, the turning pinion RP rotates via the front stage reduction mechanism 44, the torque limiter TL, and the rear stage reduction mechanism 46. As a result, the turning pinion RP revolves around the axis of the turning gear 20 (the axis of the support column 14) in response to the meshing reaction force from the turning gear 20. Thereby, the whole yaw unit YU revolves around the axis of the turning gear 20, and the nacelle 16 can turn with respect to the column 14.

ナセル16を静止させるときは、各ヨーユニットYUの制動機構6を作動させて旋回ピニオンRPの回転を制動する。これにより、旋回歯車20を介さずにナセル16の旋回を制動する滑り軸受18の制動力と、旋回ピニオンRPの回転を制動することによって旋回歯車20を介してナセル16の旋回を制動するヨーユニットYUの制動力との総和によって、支柱14に対するナセル16の旋回を制動することができる。   When the nacelle 16 is stationary, the braking mechanism 6 of each yaw unit YU is operated to brake the rotation of the turning pinion RP. Thereby, the yaw unit that brakes the turning of the nacelle 16 via the turning gear 20 by braking the braking force of the sliding bearing 18 that brakes the turning of the nacelle 16 without using the turning gear 20 and the rotation of the turning pinion RP. The turning of the nacelle 16 with respect to the support column 14 can be braked by the sum total with the braking force of YU.

本風力発電設備12では、ナセル16の旋回を旋回歯車20を介することなく直接制動する第1制動装置として、ナセル16を滑り軸受18によって支持する構造を採用しているため、この滑り軸受18による制動力の分、第2制動装置としてのヨーユニットYUの制動機構6の容量を低減できる(制動機構6の制動能力を同一に維持するならば、それだけ余裕を持ってナセル16を制動できる)。   In the wind power generation facility 12, a structure in which the nacelle 16 is supported by the slide bearing 18 as a first braking device that directly brakes the turning of the nacelle 16 without using the swivel gear 20 is employed. The capacity of the braking mechanism 6 of the yaw unit YU as the second braking device can be reduced by the amount of the braking force (if the braking capability of the braking mechanism 6 is kept the same, the nacelle 16 can be braked with a sufficient margin).

図4〜図8を参照しつつ、本風力発電設備12の4台のヨーユニットYUによるナセル16の制動作用について、詳細に説明する。図4〜図8は、本風力発電設備12のヨーユニットYUによるナセル16の制動態様の一例を模式的に示したものである。   The braking action of the nacelle 16 by the four yaw units YU of the wind power generation facility 12 will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 8 schematically show an example of a braking mode of the nacelle 16 by the yaw unit YU of the wind power generation facility 12.

図4〜図8において、白い三角印は、各ヨーユニットYUn(YU1〜YU4)のトルクリミッタTLn(TL1〜TL4)が作動を開始する作動開始トルクXn(X1〜X4)をそれぞれ示している。黒い三角印は、その時点で現に当該ヨーユニットが伝達している伝達トルクT(T1〜T4)を示している。なお、「T」の文字の次の小文字a〜eは、時間の経過と共に変化する値を区別するために付されたものである。   4 to 8, white triangular marks indicate the operation start torque Xn (X1 to X4) at which the torque limiters TLn (TL1 to TL4) of the respective yaw units YUn (YU1 to YU4) start to operate. The black triangle marks indicate the transmission torque T (T1 to T4) that is actually transmitted by the yaw unit at that time. Note that the lowercase letters a to e next to the letter “T” are given to distinguish values that change over time.

通常、ナセル16は、モータ2によって旋回されて静止した直後は、全てのヨーユニットYUが旋回歯車20に対してほぼ同様の接触状態(バックラッシ0の状態)にある([知見1])。しかし、この状態から時間が経過すると、ナセル16は、風に煽られ、旋回歯車20と旋回ピニオンRPのバックラッシ、あるいはナセル16の支持系のがた等により支柱14に対して微小に動いたり傾いたりする。このため、各ヨーユニットYUの旋回歯車20に対するバックラッシは、異なる状態になってしまう。   Normally, immediately after the nacelle 16 is turned by the motor 2 and stopped, all the yaw units YU are in substantially the same contact state (backlash 0 state) with respect to the turning gear 20 ([knowledge 1]). However, when time elapses from this state, the nacelle 16 is blown by the wind and slightly moves or tilts with respect to the column 14 due to the backlash of the turning gear 20 and the turning pinion RP or the backlash of the supporting system of the nacelle 16. Or For this reason, the backlash with respect to the turning gear 20 of each yaw unit YU will be in a different state.

図4は、この状態で、突風等が発生し、該突風にナセル16が煽られ、ナセル16を旋回させようとする外力が、旋回歯車20を介して旋回ピニオンRP側からヨーユニットYUに逆入力されてきた状況を示している。   FIG. 4 shows that in this state, a gust or the like is generated, the nacelle 16 is blown by the gust, and an external force that attempts to turn the nacelle 16 is reversed from the turning pinion RP side to the yaw unit YU via the turning gear 20. It shows the input status.

図4の状態では、旋回歯車20に対して、その時点でたまたまバックラッシ0で強く接触していたヨーユニットYU2に、トルクリミッタTL2の作動開始トルクX2を上回る伝達トルクが掛かった状態が示されている。トルクリミッタTL2は作動を開始するため(滑り出すため)、伝達トルクTa2は、作動開始トルクX2を超えて上昇することはない。   In the state of FIG. 4, the yaw unit YU2 that happens to be in strong contact with the swivel gear 20 with the backlash 0 at that time is applied with a transmission torque that exceeds the operation start torque X2 of the torque limiter TL2. Yes. Since the torque limiter TL2 starts to operate (being slid out), the transmission torque Ta2 does not increase beyond the operation start torque X2.

因みに、このとき、ヨーユニットYU1は、トルクリミッタTL1の作動開始トルクX1未満の伝達トルクTa1しか受けておらず(Ta1<X1)、ヨーユニットYU4では、さらに小さな伝達トルクTa4(Ta4<X4)しか受けていない。ヨーユニットY3は、たまたま旋回歯車20と大きなバックラッシを有し、旋回歯車20と全く接触していなかったことから、旋回歯車20側から伝達トルクを全く受けていない(Ta3=0<X3)。   Incidentally, at this time, the yaw unit YU1 receives only the transmission torque Ta1 less than the operation start torque X1 of the torque limiter TL1 (Ta1 <X1), and the yaw unit YU4 has only a smaller transmission torque Ta4 (Ta4 <X4). I have not received it. The yaw unit Y3 happens to have a large backlash with the swivel gear 20 and is not in contact with the swivel gear 20 at all, and therefore receives no transmission torque from the swivel gear 20 side (Ta3 = 0 <X3).

すなわち、図4の状態では、ヨーユニットYU2のトルクリミッタTL2のみが作動し(滑り出し)、他のトルクリミッタTL1、TL3、TL4は作動しない(滑り出さない)。よって、ヨーユニットYU1、YU3、YU4の旋回ピニオンRP1、RP3、RP4は静止した状態を維持し、ナセル16は旋回しない(静止状態を維持する)。   That is, in the state of FIG. 4, only the torque limiter TL2 of the yaw unit YU2 operates (slides out), and the other torque limiters TL1, TL3, TL4 do not operate (does not slide out). Therefore, the turning pinions RP1, RP3, and RP4 of the yaw units YU1, YU3, and YU4 remain stationary, and the nacelle 16 does not pivot (maintains a stationary state).

ヨーユニットYU2のトルクリミッタTL2が作動したことに伴い、風力発電設備12は、図5の状態に移行する。   As the torque limiter TL2 of the yaw unit YU2 is activated, the wind power generation facility 12 transitions to the state shown in FIG.

図5の状態では、トルクリミッタTL2の伝達トルクTb2は、作動開始トルクX2から作動後トルクY2にまで低下している(Ta2=X2 → Tb2=Y2)。図5の段階では、未だヨーユニットYU4が作動していないため、ナセル16は旋回を開始していない。このため、ヨーユニットYU3の旋回ピニオンRP3と旋回歯車20との間には、依然としてバックラッシ(隙間)が形成されたままであり、ヨーユニットYU3のトルクリミッタTL3の伝達トルクTb3は0のままである。   In the state of FIG. 5, the transmission torque Tb2 of the torque limiter TL2 decreases from the operation start torque X2 to the post-operation torque Y2 (Ta2 = X2 → Tb2 = Y2). In the stage of FIG. 5, since the yaw unit YU4 is not yet operated, the nacelle 16 has not started to turn. Therefore, a backlash (gap) is still formed between the turning pinion RP3 of the yaw unit YU3 and the turning gear 20, and the transmission torque Tb3 of the torque limiter TL3 of the yaw unit YU3 remains zero.

一方、トルクリミッタTL2の伝達トルクTb2が作動後トルクY2にまで減少した結果、ヨーユニットYU1、YU4のトルクリミッタTL1、TL4の伝達トルクTb1、Tb4は上昇する。その結果、例えば、Tb1≧X1となった場合は、トルクリミッタTL1が作動する状態となり、図6に移行する。   On the other hand, as a result of the transmission torque Tb2 of the torque limiter TL2 being reduced to the post-operation torque Y2, the torque limiters TL1 and TL4 of the yaw units YU1 and YU4 are increased. As a result, for example, when Tb1 ≧ X1, the torque limiter TL1 is activated, and the process proceeds to FIG.

図6では、ヨーユニットYU1の伝達トルクTc1が、作動後トルクY1に低減した結果、ヨーユニットYU4の伝達トルクTc4が増大する。その結果、Tc4≧X4となった場合は、トルクリミッタTL4も作動する状態となり、図7に移行する。   In FIG. 6, as a result of the transmission torque Tc1 of the yaw unit YU1 being reduced to the post-operation torque Y1, the transmission torque Tc4 of the yaw unit YU4 is increased. As a result, when Tc4 ≧ X4, the torque limiter TL4 is also activated, and the process proceeds to FIG.

図7では、トルクリミッタTL2、TL1、TL4が作動した状態であり、それぞれが作動後トルクY2、Y1、Y4に相当する伝達トルクTd2、Td1、Td4を伝達する状態となっている。つまり、1台のヨーユニットYU3のトルクリミッタTL3を残して他のヨーユニットYU2、YU1、YU4のトルクリミッタTL2、TL1、TL4が全て滑るため、この時点で旋回歯車20は、ヨーユニットYU3の旋回ピニオンRP3と旋回歯車20とのバックラッシ分だけ、微小に旋回する(ナセル16もその分、微小に旋回する)。その結果、これまで荷重の掛かっていなかったヨーユニットYU3に溢れた分の伝達トルクTd3が掛かるようになる。   In FIG. 7, the torque limiters TL2, TL1, and TL4 are in an activated state, and the transmission torques Td2, Td1, and Td4 corresponding to the post-operation torques Y2, Y1, and Y4 are transmitted. That is, since the torque limiters TL2, TL1, and TL4 of the other yaw units YU2, YU1, and YU4 all slip while leaving the torque limiter TL3 of one yaw unit YU3, the swivel gear 20 turns the yaw unit YU3. Only a small amount of backlash between the pinion RP3 and the swivel gear 20 turns (the nacelle 16 also turns slightly). As a result, the transmission torque Td3 corresponding to the overflow of the yaw unit YU3 that has not been loaded until now is applied.

しかし、本風力発電設備12は前記(1)式、つまり、[(A−B)−3Y<X]を満足するように設計されているため、このときヨーユニットYU3に掛かる伝達トルクTd3がヨーユニットYU3の作動開始トルクX3を上回ることはない。それは、[(A−B)−3Y]=Td3であり、Td3<X3であるからである。したがって、ヨーユニットYU3のトルクリミッタTL3が作動する(滑り出す)ことはないため、ナセル16も当該ヨーユニットYU3の旋回ピニオンRP3と旋回歯車20との微小のバックラッシを詰めた分以上に旋回することはない(旋回を開始しない)。そのため、ナセル16の旋回の開始時に特定のヨーユニットYUに非常に大きな負荷が掛かってしまうような現象が発生するのを未然に防止できる。   However, since the wind power generation facility 12 is designed to satisfy the formula (1), that is, [(AB) -3Y <X], the transmission torque Td3 applied to the yaw unit YU3 at this time is It does not exceed the operation start torque X3 of the unit YU3. This is because [(A−B) −3Y] = Td3 and Td3 <X3. Therefore, since the torque limiter TL3 of the yaw unit YU3 does not operate (slide out), the nacelle 16 also turns more than the minute backlash between the turning pinion RP3 and the turning gear 20 of the yaw unit YU3 is packed. No (does not start turning). Therefore, it is possible to prevent a phenomenon in which a very large load is applied to the specific yaw unit YU when the nacelle 16 starts to turn.

なお、各トルクリミッタTL1、TL2、TL4の作動(滑り)は、トルクリミッタTL3が、良好に伝達トルクTd3を受け得るようになることから、程なく収まる(非作動状態となる)。そのため、結局、図8に示されるように、全てのトルクリミッタTLは、ほぼ均等に伝達トルクTe1〜Te4を受ける態様となり、改めてそれぞれの作動開始トルクX1〜X4までの伝達トルクTe1〜Te4を受け得る状態に転換する。   Note that the operation (slip) of the torque limiters TL1, TL2, and TL4 is settled soon (becomes inactive) because the torque limiter TL3 can receive the transmission torque Td3 satisfactorily. Therefore, eventually, as shown in FIG. 8, all torque limiters TL receive the transmission torques Te1 to Te4 almost equally and receive the transmission torques Te1 to Te4 up to the respective operation start torques X1 to X4. Switch to getting state.

これにより、4台のヨーユニットYUが全て有効に機能し、非常に効果的な制動を行うことができるようになる。   As a result, all four yaw units YU function effectively, and very effective braking can be performed.

なお、本実施形態では、第1制動装置として、滑り軸受自体の制動機能を活用するようにしていた。しかしながら、本発明に係る第1制動装置の構成は、要は、旋回歯車を介さずにナセルの旋回を制動できる構成であればよく、この構成に限定されるものではない。   In the present embodiment, the braking function of the sliding bearing itself is used as the first braking device. However, the configuration of the first braking device according to the present invention is not limited to this configuration as long as the configuration can brake the turning of the nacelle without using the turning gear.

例えば、前述したように、滑り軸受の抵抗(すなわち制動力)をボルト等の締付け手段で積極的に調整できるものは、本発明の第1制動装置として、より有効である。   For example, as described above, it is more effective as the first braking device according to the present invention that the resistance (that is, the braking force) of the sliding bearing can be positively adjusted by a fastening means such as a bolt.

また、当然に、第1制動装置を滑り軸受で代用するのではなく、専用の制動装置として備えるようにしてもよい。例えば、ナセルの台座の一部に、支柱の軸心と同軸で回転する円筒部(や円板部)を形成し、この円筒部に、支柱側に設けたブレーキシュー部材をばねや油圧等の付勢力で押し当て、摩擦力によってナセルの旋回を制動する構成を採用してもよい。なお、回転と制動は相対的な関係にあるため、支柱側に円筒部(や円板部)を設け、ナセル側にブレーキシュー部材を設ける構成とすることも可能である。   Naturally, the first braking device may be provided as a dedicated braking device instead of using a sliding bearing. For example, a cylindrical part (or a disk part) that rotates coaxially with the axis of the support column is formed on a part of the pedestal of the nacelle, and a brake shoe member provided on the support column side is attached to this cylindrical part such as a spring or hydraulic pressure. You may employ | adopt the structure which presses with an urging | biasing force and brakes the turning of a nacelle with a frictional force. Since rotation and braking are in a relative relationship, it is possible to provide a configuration in which a cylindrical portion (or a disc portion) is provided on the support column side and a brake shoe member is provided on the nacelle side.

このような専用の第1制動装置を設けることにより、(1)式の(A−B)の値をより小さくできるので、第2制動装置側の負担をより低減することができる。   By providing such a dedicated first braking device, the value of (A-B) in the equation (1) can be further reduced, and the burden on the second braking device side can be further reduced.

また、上記実施形態においては、全てのヨーユニットを、同一のヨーユニットで構成していた。しかし、本発明は、必ずしも全てのヨーユニットを同一とする必要はない。台数も4台(n=4)に限定されない。   Moreover, in the said embodiment, all the yaw units were comprised with the same yaw unit. However, the present invention does not necessarily require that all yaw units be the same. The number is not limited to four (n = 4).

図9に、その構成例を示す。   FIG. 9 shows an example of the configuration.

図9の風力発電設備212(全体は図示略)は、第1トルクリミッタTL101を有する1台の第1ヨーユニットYU101と、第2トルクリミッタTL102〜TL105を有する4台の第2ヨーユニットYU102〜YU105を備える。第2ヨーユニットYU102〜YU105は全て同一のヨーユニットである。   9 includes a first yaw unit YU101 having a first torque limiter TL101 and four second yaw units YU102 to YU102 having second torque limiters TL102 to TL105. YU105 is provided. The second yaw units YU102 to YU105 are all the same yaw unit.

第1トルクリミッタTL101の第1作動開始トルクX101は、第2トルクリミッタTL102〜TL105の第2作動開始トルクX102〜X105よりも大きい。第2トルクリミッタTL102〜TL105の第2作動開始トルクX102〜X105と第2作動後トルクY102〜Y105の差D102〜D105は、第1トルクリミッタTL101の第1作動開始トルクX101と第1作動後トルクY101との差D101よりも小さい。   The first operation start torque X101 of the first torque limiter TL101 is larger than the second operation start torques X102 to X105 of the second torque limiters TL102 to TL105. Differences D102 to D105 between the second operation start torques X102 to X105 and the second post-operation torques Y102 to Y105 of the second torque limiters TL102 to TL105 are the first operation start torque X101 and the first post-operation torque of the first torque limiter TL101. It is smaller than the difference D101 from Y101.

図9は、1台の第1ヨーユニットYU101のみ残して全ての第2ヨーユニットYU102〜YU105の第2トルクリミッタTL102〜TL105が作動している状態(先の実施形態の図7と類似する状態)を示している。   FIG. 9 shows a state in which the second torque limiters TL102 to TL105 of all the second yaw units YU102 to YU105 are operating, leaving only one first yaw unit YU101 (a state similar to FIG. 7 of the previous embodiment). ).

図9の風力発電設備212の構成の趣旨は、以下の通りである。   The purpose of the configuration of the wind power generation facility 212 of FIG. 9 is as follows.

先ず、ヨーユニットYUの台数を増やす(n=4 → n=5)ことにより、よりばらつきが平準化された制動を可能としている。   First, by increasing the number of yaw units YU (n = 4 → n = 5), it is possible to perform braking with more uniform variations.

次に、4台の第2ヨーユニットYU102〜YU105の第2トルクリミッタTL102〜TL105の第2作動開始トルクX102〜X105を、1台の第1ヨーユニットYU101の第1トルクリミッタTL101の第1作動開始トルクX101より低めに抑えてある(X102〜X105<X101)。そのため、第2トルクリミッタTL102〜TL105が、第1トルクリミッタTL101より先に作動し易い状況が形成されている。   Next, the second operation start torques X102 to X105 of the second torque limiters TL102 to TL105 of the four second yaw units YU102 to YU105 are used as the first operation of the first torque limiter TL101 of the one first yaw unit YU101. It is suppressed to be lower than the starting torque X101 (X102 to X105 <X101). Therefore, a situation is formed in which the second torque limiters TL102 to TL105 are easy to operate before the first torque limiter TL101.

あるトルクリミッタに滑りが発生すると、この滑りが発生したヨーユニットの旋回ピニオンは、旋回歯車とのバックラッシが詰められるため、以降、当該滑りが発生したヨーユニットは、本来の制動を確実に行うことが可能となる。   When a slip occurs in a torque limiter, the swing pinion of the yaw unit in which this slip has occurred is packed with backlash with the swivel gear, and thereafter, the yaw unit in which the slip has occurred surely performs the original braking. Is possible.

そして、第2トルクリミッタTL102〜TL105は、第2作動開始トルクX102〜X105と第2作動後トルクY102〜Y105の差D102〜D105が小さく設定されているため、滑った後においても、第2作動開始トルクX102〜X105に近い第2作動後トルクY102〜Y105を維持することができる。   The second torque limiters TL102 to TL105 have the second operation start torque X102 to X105 and the second operation post-operation torque Y102 to Y105, since the difference D102 to D105 is set small. The second post-operation torques Y102 to Y105 that are close to the start torques X102 to X105 can be maintained.

もちろん、当初のバックラッシの状態や加わった外力の大きさ等に関係して必ずしも第1ヨーユニットYU101が最後まで滑らずに残るとは限らない。しかし、第1トルクリミッタTL101は、第1作動開始トルクX101が、第2トルクリミッタTL102〜TL105の第2作動開始トルクX102〜X105よりも大きいため、第1ヨーユニットYU101が最後まで滑らずに残る確率は高い。   Of course, the first yaw unit YU101 does not always remain without slipping to the end in relation to the initial backlash state, the magnitude of the applied external force, and the like. However, since the first operation start torque X101 of the first torque limiter TL101 is larger than the second operation start torques X102 to X105 of the second torque limiters TL102 to TL105, the first yaw unit YU101 remains without slipping to the end. The probability is high.

そのため、確率的に、より容易に各ヨーユニットの受け持つ制動力を均等化することができ、かつ、より確実にナセル16が旋回を開始しないように維持することができる。   Therefore, it is possible to equalize the braking force of each yaw unit more easily and to maintain the nacelle 16 so as not to start turning more reliably.

なお、このような構成を含め、ヨーユニットの(トルクリミッタ)の特性が1台1台異なる場合は、下記の(2)式が成立するように構成するとよい。   In addition, including such a configuration, when the characteristics of the (torque limiter) of the yaw units are different from each other, it is preferable that the following equation (2) is satisfied.

すなわち、ナセルを旋回させようとする外力の想定最大値をA、第1制動装置の制動力をB、各トルクリミッタが作動を開始する作動開始トルクをX1、X2、…、Xn、各トルクリミッタが作動した後に伝達する作動後トルクをY1、Y2、…、Ynとし、かつ、各作動開始トルクX1、X2、…、Xnの中で最小の作動開始トルクをXmin、各作動後トルクY1、Y2、…、Ynの中で最大の作動後トルクをYmaxとしたときに、
(A−B)−[(Y1+Y2+ … +Yn)−Ymax]<Xmin …(2)
が成立するように構成するとよい。
That is, the assumed maximum value of the external force for turning the nacelle is A, the braking force of the first braking device is B, the operation starting torque at which each torque limiter starts operating is X1, X2, ..., Xn, each torque limiter , Yn are the post-operation torques to be transmitted after the operation is performed, and the minimum operation start torque among the respective operation start torques X1, X2,..., Xn is Xmin, and the post-operation torques Y1, Y2 When the maximum post-operation torque among Yn is Ymax,
(A−B) − [(Y1 + Y2 +... + Yn) −Ymax] <Xmin (2)
It is good to comprise so that.

この(2)式は、以下の趣旨に基づいている。すなわち、トルクリミッタでは、作動開始トルクより作動後トルクの方が大きくなることはないため、ナセルの旋回を阻止するのに最も厳しい条件となるのは、1個のみを残して全てのヨーユニットのトルクリミッタが滑っている状態となることである。   This equation (2) is based on the following points. That is, in the torque limiter, the post-operation torque does not become larger than the operation start torque. Therefore, the most severe condition for preventing the nacelle from turning is that all yaw units are left with only one. The torque limiter is slipping.

そして、複数の第2制動装置(上記例ではヨーユニット)の中に、トルクリミッタの作動開始トルクXが1番小さくて、作動後トルクYが1番大きいというような特性の第2制動装置が存在した場合であって、且つ、最後に当該第2制動装置が滑らずに残ってしまったときが風力発電設備にとって最も厳しい状況となる。   Among the plurality of second braking devices (yaw units in the above example), there is a second braking device having such characteristics that the torque starter operating torque X is the smallest and the post-operation torque Y is the largest. The most severe situation for wind power generation equipment is when it exists and when the second braking device remains without slipping.

しかし、この状況下でも、滑っているトルクリミッタだけで最低でも[(Y1+Y2+ … +Yn)−Ymax]の伝達トルクは得られている。したがって、最後まで滑らずに残った第2制動装置が、複数の第2制動装置の中で、たとえ最小の作動開始トルクXminしか保持できないトルクリミッタを備えた第2制動装置であったとしても、その作動開始トルクXminが、(A−B)−[(Y1+Y2+ … +Yn)−Ymax]より大きければ滑らないことになる。これにより、上記実施形態と同様に、ナセルを旋回させることなく、風力発電設備の構成部材の破損を、より低減することができる。   However, even in this situation, a transmission torque of [(Y1 + Y2 +... + Yn) −Ymax] is obtained at least by only the slipping torque limiter. Therefore, even if the second braking device remaining without slipping to the end is a second braking device including a torque limiter that can hold only the minimum operation starting torque Xmin among the plurality of second braking devices, If the operation start torque Xmin is larger than (A−B) − [(Y1 + Y2 +... + Yn) −Ymax], the slip does not occur. Thereby, similarly to the said embodiment, the failure | damage of the structural member of a wind power generation facility can be reduced more, without turning a nacelle.

なお、この(2)式は(1)式の一般式に相当している。逆に言うならば、(2)式で、全ての第2制動装置が同一であるときの式が、(1)式である。因みに、図9の風力発電設備212の場合、YmaxはY102(=Y103〜Y105)、XminもX102(=X103〜X105)であるから、(2)式は、[(A−B)−(Y101+Y102+Y103+Y104+Y105)−Y102]< X102という式になる。これにより、第1ヨーユニットYU101が最後に残らない場合でも、ナセルは、旋回ピニオンと旋回歯車とのバックラッシ以上に旋回することはない。   The equation (2) corresponds to the general equation (1). In other words, the equation (2) is the equation (1) when all the second braking devices are the same. 9 is Y102 (= Y103 to Y105) and Xmin is X102 (= X103 to X105), the equation (2) can be expressed as [(A−B) − (Y101 + Y102 + Y103 + Y104 + Y105). ) -Y102] <X102. Thereby, even when the first yaw unit YU101 does not remain last, the nacelle does not turn more than the backlash between the turning pinion and the turning gear.

なお、上記実施形態では、第2制動装置として、モータと、減速機構と、制動機構と、を有し、減速機構の出力軸に旋回ピニオンが設けられ、ナセルを旋回駆動すると共に制動が可能なヨーユニットが採用されていた。しかし、第2制動装置は、必ずしもヨーユニットである必要はなく、例えば、ヨーユニットからモータを省略した制動専用のユニットを採用してもよい。制動専用のユニットの採用は一部のみでもよい。   In the above-described embodiment, the second braking device includes a motor, a speed reduction mechanism, and a braking mechanism, and a turning pinion is provided on the output shaft of the speed reduction mechanism, and the nacelle is driven to turn and can be braked. A yaw unit was used. However, the second braking device is not necessarily a yaw unit. For example, a unit dedicated to braking in which the motor is omitted from the yaw unit may be employed. Only a part of the brake unit may be used.

12…風力発電設備
14…支柱
16…ナセル
18…滑り軸受(第1制動装置)
20…旋回歯車
RP…旋回ピニオン
TL…トルクリミッタ
YU…ヨーユニット(第2制動装置)
A…外力の想定最大値
B…第1制動装置の制動力
X…作動開始トルク
Y…作動後トルク
n…台数(2以上の整数)
12 ... Wind power generation equipment 14 ... Prop 16 ... Nacelle 18 ... Sliding bearing (first braking device)
20 ... turning gear RP ... turning pinion TL ... torque limiter YU ... yaw unit (second braking device)
A ... Assumed maximum value of external force B ... Braking force of first braking device X ... Torque after starting operation Y ... Torque after actuation n ... Number of units (integer of 2 or more)

Claims (6)

支柱と、該支柱に対して旋回するナセルと、前記支柱に設けられた旋回歯車と、該旋回歯車を介さずに前記ナセルの旋回を制動する第1制動装置と、前記旋回歯車に噛合する旋回ピニオンを有し当該旋回ピニオンの回転を制動することによって前記旋回歯車を介して前記ナセルの旋回を制動するn(nは2以上の整数)台の第2制動装置と、を備えた風力発電設備であって、
前記n台の第2制動装置は、所定値以上のトルクが掛かったときに滑り出すトルクリミッタを有し、
前記ナセルを旋回させようとする外力の想定最大値をA、
前記第1制動装置の制動力をB、
前記所定値に相当するトルクリミッタの作動開始トルクをX、
該トルクリミッタが作動した後に伝達する作動後トルクをY、としたときに、
(A−B)−(n−1)Y<X
が成立している
ことを特徴とする風力発電設備。
A strut, a nacelle that swivels with respect to the strut, a swivel gear provided on the strut, a first braking device that brakes swiveling of the nacelle without the swivel gear, and a swivel that meshes with the swivel gear A wind power generation facility comprising: n (n is an integer of 2 or more) second braking devices that have a pinion and brake the turning of the nacelle via the turning gear by braking the rotation of the turning pinion Because
The n second braking devices include a torque limiter that slides when a torque of a predetermined value or more is applied,
An assumed maximum value of external force for turning the nacelle is A,
The braking force of the first braking device is B,
The torque starting torque of the torque limiter corresponding to the predetermined value is X,
When the post-operation torque transmitted after the torque limiter is operated is Y,
(AB)-(n-1) Y <X
A wind power generation facility characterized by the fact that
請求項1において、
前記第2制動装置は、モータと、減速機構と、制動機構と、を有し、前記減速機構の出力軸に旋回ピニオンが設けられ、前記ナセルを旋回駆動すると共に制動が可能なヨーユニットである
ことを特徴とする風力発電設備。
In claim 1,
The second braking device is a yaw unit that includes a motor, a speed reduction mechanism, and a braking mechanism, and is provided with a turning pinion on an output shaft of the speed reduction mechanism to drive the nacelle to turn and perform braking. Wind power generation facility characterized by that.
請求項2において、
前記減速機構の収容空間と前記トルクリミッタの収容空間が仕切られており、前記トルクリミッタの収容空間には潤滑剤が封入されない
ことを特徴とする風力発電設備。
In claim 2,
The wind power generation facility characterized in that the accommodation space of the speed reduction mechanism and the accommodation space of the torque limiter are partitioned, and no lubricant is sealed in the accommodation space of the torque limiter.
請求項1〜3のいずれかにおいて、
前記トルクリミッタは、前記作動後トルクYが、前記作動開始トルクXの[100−5(n−1)]%以上である
ことを特徴とする風力発電設備。
In any one of Claims 1-3,
The wind power generation facility, wherein the torque limiter has an after-operation torque Y of [100-5 (n-1)]% or more of the operation start torque X.
請求項1〜4のいずれかにおいて、
前記第2制動装置は、第1軸と、前記トルクリミッタを介して該第1軸と連結される第2軸と、を有し、
前記トルクリミッタは、前記第1軸と一体に回転する第1部材と、前記第2軸と一体に回転する第2部材と、該第1部材と第2部材とを押し付ける押付部材と、該押付部材による押付力を調整する調整機構と、を有する
ことを特徴とする風力発電設備。
In any one of Claims 1-4,
The second braking device has a first shaft and a second shaft connected to the first shaft via the torque limiter,
The torque limiter includes: a first member that rotates integrally with the first shaft; a second member that rotates integrally with the second shaft; a pressing member that presses the first member and the second member; An adjustment mechanism for adjusting a pressing force by the member.
支柱と、該支柱に対して旋回するナセルと、前記支柱に設けられた旋回歯車と、該旋回歯車を介さずに前記ナセルの旋回を制動する第1制動装置と、前記旋回歯車に噛合する旋回ピニオンを有し当該旋回ピニオンの回転を制動することによって前記旋回歯車を介して前記ナセルの旋回を制動するn(nは2以上の整数)台の第2制動装置と、を備えた風力発電設備であって、
前記n台の第2制動装置は、所定値以上のトルクが掛かったときに滑り出すトルクリミッタを有し、
前記ナセルを旋回させようとする外力の想定最大値をA、
前記第1制動装置の制動力をB、
前記所定値に相当する各トルクリミッタの作動開始トルクをX1、X2、…、Xn、
各トルクリミッタが作動した後に伝達する作動後トルクをY1、Y2、…、Yn、
各作動開始トルクX1、X2、…、Xnの中で最小の作動開始トルクをXmin、
各作動後トルクY1、Y2、…、Ynの中で最大の作動後トルクをYmax、としたときに、
(A−B)−[(Y1+Y2+ … +Yn)−Ymax]<Xmin
が成立している
ことを特徴とする風力発電設備。
A strut, a nacelle that swivels with respect to the strut, a swivel gear provided on the strut, a first braking device that brakes swiveling of the nacelle without the swivel gear, and a swivel that meshes with the swivel gear A wind power generation facility comprising: n (n is an integer of 2 or more) second braking devices that have a pinion and brake the turning of the nacelle via the turning gear by braking the rotation of the turning pinion Because
The n second braking devices include a torque limiter that slides when a torque of a predetermined value or more is applied,
An assumed maximum value of external force for turning the nacelle is A,
The braking force of the first braking device is B,
The operation start torque of each torque limiter corresponding to the predetermined value is set to X1, X2,.
Y1, Y2,..., Yn, post-operation torque to be transmitted after each torque limiter is activated.
The minimum operation start torque among the operation start torques X1, X2,..., Xn is Xmin,
When the maximum post-operation torque among the post-operation torques Y1, Y2,..., Yn is Ymax,
(A−B) − [(Y1 + Y2 +... + Yn) −Ymax] <Xmin
A wind power generation facility characterized by the fact that
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