JP6887354B2 - 垂直軸風車の増速機 - Google Patents
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Description
風力発電装置における不規則トルクの影響を受ける構成要素としては、風車の主軸の回転を増速させる増速機(例えば特許文献1)、ナセルのヨー駆動装置やブレードのピッチ制御装置に設けられる減速機(例えば特許文献2,3)等がある。これら増速機や減速機に設けられる軸受の潤滑性能を高めることが、当該構成要素の長寿命化に繋がる。
また、給脂口31を設ける方法は、ある程度の頻度で定期的に給脂を行わなければならず、メンテンス作業が容易でない。
この垂直軸風車の増速機において、前記上側軸受と前記下側軸受とが互いに正面組合せの円すいころ軸受であり、前記軸受蓋は、この軸受蓋が覆う上側軸受である対象上側軸受が支持する前記入力軸または前記出力軸の外周に位置する内周壁を有し、この内周壁と前記軸受蓋の外周壁との間に円環状のグリース保持空間が形成され、このグリース保持空間は、前記内周壁の外径寸法が前記対象上側軸受の外輪の内径寸法よりも大きく、かつ前記内周壁の下端が、前記対象上側軸受の外輪の上側の幅面に対して隙間を介して対向していることを特徴とする。
前記隙間の大きさは、後段の説明において、グリース保持空間のグリースから分離した基油が微量ずつ漏れ出す程度である。
この場合、グリース供給口からグリース保持空間内にグリースを補給することができる。また、圧力調整弁によりグリース保持空間の内圧を調整することで、グリースの基油の供給量を任意に変えることができる。さらに、圧力調整弁によりグリース保持空間の負圧を抑制し、グリースの基油の供給が滞ることを防止できる。
熱固化型グリースは、一度加熱し冷却することで、多量の基油を保持したまま硬化する。このため、強い振動や大きな遠心力が作用しても基油が必要以上に分離することがなく、長期間に亘って対象上側軸受に基油を供給することができる。
前記シール部がラビリンス構造であると、シール部の摩擦トルクが低減されるため、発電効率が向上する。
[第1の実施形態]
図1は第1の実施形態に係る垂直軸風車の増速機の縦断面図である。この垂直軸風車の増速機1は、入力軸2および出力軸3が互いに平行に縦向きに配置され、これら入力軸2および出力軸3にそれぞれ設けられた入力側ギヤ4および出力側ギヤ5が互いに噛み合っている。入力側ギヤ4および出力側ギヤ5は、例えばヘリカルギヤである。
なお、以下の説明では、軸受6,8を「上側軸受」と称し、軸受7,9を「下側軸受」と称する場合がある。
なお、図の例では、上側軸受6の外輪6aの上側幅面がハウジング11の上側壁部11aの上面と同一高さとされているが、外輪6aが幅押えによって上側壁部11aの上面よりも沈み込む場合は、内周壁21の下端と上側軸受の外輪6aとの隙間δが適正な大きさとなるように、内周壁21の下端を外輪6aの沈み込み分だけ突出させる。
入力軸用上側軸受蓋12のグリース保持空間24は、その内周壁21の下端と対象上側軸受である入力軸用の上側軸受6の外輪6aの上側幅面との間の隙間δを介して、上側軸受6における外輪6aと内輪6bとの間の軸受空間と繋がっている。グリース保持空間24の大半部分は、前記隙間δよりも上側に位置する。このため、グリース保持空間24内のグリースGから分離した基油が、重力によって前記隙間δを通って少しずつ流れ出し、上側軸受6の外輪6aの上側幅面を伝って上側軸受6の転動面に供給される。
図3は第2の実施形態に係る垂直軸風車の増速機における入力軸用上側軸受蓋とその周辺部を示す断面図である。第1の実施形態の入力軸用上側軸受蓋12が、オイルシール23により入力軸2とのシールを行っているのに対し、この第2の実施形態の入力軸用上側軸受蓋12は、ラビリンスシール27により入力軸2とのシールを行っている。入力軸2と内周壁21との間にあってラビリンスシール27の通路の軸受側端に続くラビリンス前空間28にも、グリース保持空間24に充填されるものと同じグリースGが充填される。
2…入力軸
3…出力軸
4…入力側ギヤ
5…出力側ギヤ
6…入力軸用の上側軸受(対象上側軸受)
6a…外輪
7…入力軸用の下側軸受
8…出力軸用の上側軸受
9…出力軸用の下側軸受
11…ハウジング
11a…上側壁部
11b…下側壁部
12…入力軸用上側軸受蓋
21…内周壁
22…外周壁
24…グリース保持空間
25…グリース供給口
26…圧力調整弁
27…ラビリンスシール
G…グリース
δ…隙間
Claims (4)
- ハウジングに互いに平行に縦向きに配置されて上端が前記ハウジングから突出する入力軸および出力軸と、これら入力軸および出力軸にそれぞれ設けられ、互いに噛み合う入力側ギヤおよび出力側ギヤと、前記ハウジングの上側壁部および下側壁部に設置されて前記入力軸と前記出力軸をそれぞれ回転自在に支持する入力軸用と出力軸用の上側軸受および下側軸受と、前記入力軸用の上側軸受および前記出力軸用の上側軸受のいずれかまたは両方の上方をそれぞれ個別に覆うように前記ハウジングの上面に取り付けられた軸受蓋とを備える垂直軸風車の増速機であって、
前記上側軸受と前記下側軸受とが互いに正面組合せの円すいころ軸受であり、
前記軸受蓋は、この軸受蓋が覆う上側軸受である対象上側軸受が支持する前記入力軸または前記出力軸の外周に位置する内周壁を有し、この内周壁と前記軸受蓋の外周壁との間に円環状のグリース保持空間が形成され、このグリース保持空間は、前記内周壁の外径寸法が前記対象上側軸受の外輪の内径寸法よりも大きく、かつ前記内周壁の下端が、前記対象上側軸受の外輪の上側の幅面に対して隙間を介して対向していることを特徴とする垂直軸風車の増速機。 - 請求項1に記載の垂直軸風車の増速機において、前記軸受蓋は、外部から前記グリース保持空間にグリースを供給するためのグリース供給口と、このグリース供給口から離れて位置し前記グリース保持空間の内圧を調整する圧力調整弁とを有する垂直軸風車の増速機。
- 請求項1または請求項2に記載の垂直軸風車の増速機において、前記グリース保持空間に充填されるグリースは、グリースを熱硬化性樹脂で固形化した熱固化型グリースである垂直軸風車の増速機。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の垂直軸風車の増速機において、前記軸受蓋の前記内周壁と、前記入力軸および前記出力軸のうちの前記対象上側軸受が回転自在に支持する軸とのシール部がラビリンス構造である垂直軸風車の増速機。
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