JP2018174693A - 磁気浮上軸受、発電機を使ったスタック型風力発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気アンバランス点の問題を解決する。【解決手段】イ）磁石Ｓ、Ｎ極対向の同極磁気アンバランス軽減方法。ロ）対向するリング状の形状上下ＭｇＡ，Ｂに依り上下浮上用はフラット面での反発力に傾斜面は同芯方向（一部浮上）に作用する。全体としてこの組み合わせの浮上と同芯作用を可能とする。但しＭｇ周辺は非磁性体で構成する。ハ）依ってベアリングはセラミックスベアリング、シャフトはカーボンまたはステンレス材使用。ニ）軸受条件はシャフトとベアリング内径と間にギャップを設ける。【選択図】図２

Description

本発明は、磁気浮上軸受、および発電機を使ったスタック型風力発電装置風力発電機に関する。

従来の磁気軸受では色々多様な磁気軸受が考案され実用化されているが、世界でもこの種の風力発電が実用化されている機構の発電機は見当たらない。

回転体（水平型発電機）の軸受にかかる荷重とスラスト上下方向磁気反発力との間に生じる磁気アンバランス点に問題があり、これを解決する必要がある。

この磁気アンバランス領域はギャップが少なくなる程不安定になり、ラジアル（横方向）に働き次第にブレーキとしての動作を呈するようになる（いわゆる磁気アンバランス状態に入る）。長い間、実用化されなかった理由でもある。

これを解決する手段にマグネットＡ、Ｂ相互の形状とそれを構成する機構と材質によりこの問題解決する事が出来る。

イ）磁石Ｓ、Ｎ極対向の同極磁気アンバランス軽減方法。
ロ）対向するリング状の形状上下ＭｇＡ，Ｂに依り上下浮上用はフラット面での反発力に傾斜面は同芯方向（一部浮上）に作用する。全体としてこの組み合わせの浮上と同芯作用を可能とする。但しＭｇ周辺は非磁性体で構成する。
ハ）依ってベアリングはセラミックスベアリング、シャフトはカーボンまたはステンレス材使用。
ニ）軸受条件はシャフトとベアリング内径と間にギャップを設ける。

図１は、磁気浮上軸受の構成を示す断面図である。 図２は、磁気浮上軸受が搭載された風力発電機の構成を示す断面図である。 図３は、スタック型風力発電装置の外観を示す斜視図である。

１ セラミックベアリング
２ 凹型リングＭｇ
３ 凸型リングＭｇ
４ ギャップ調整機構
５ スラスト方向ギャップ
６ ＳＵＳ又はカーボンシャフト（シャフト固定）
７ 実際は上下２組で構成

Claims (6)

1. 凹リングＭｇと凸リングＭｇを同極対向に合わせ反発力を利用する組み合わせ上下２組で発電機軸受で構成する、マグネット使用の磁気浮上式。
2. 中心シャフト軸とベアリング内径との間に通常ベアリングの３〜４倍のクリアランスを設ける（通常は無接触）強風時のみ一点当たりでガードする（上下スラスト方向はベアリングの機能させない）結果上下スラスト方向は無接触状態可能となる、請求項１に記載のマグネット使用の磁気浮上式。
3. 軸受けとその機能（同心度）は凸凹Ｍｇの傾斜部分で同心度（中心）が保持可能な、請求項１または２に記載のマグネット使用の磁気浮上式。
4. 凸凹リングマグネット間のギャップは回転体（磁力負荷）の全質量とのバランス点になるようギャップ調整機構で調整する、請求項１〜３のいずれかに記載のマグネット使用の磁気浮上式。
5. 多段方式とする、同上発電機搭載引き出し式風力発電機ユニット機構。
6. スタック方式（全部引き出し式）、請求項５に記載の同上発電機搭載引き出し式風力発電機ユニット機構。