JPH07229471A - 風力発電用増速機 - Google Patents

風力発電用増速機

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JPH07229471A
JPH07229471A JP6020914A JP2091494A JPH07229471A JP H07229471 A JPH07229471 A JP H07229471A JP 6020914 A JP6020914 A JP 6020914A JP 2091494 A JP2091494 A JP 2091494A JP H07229471 A JPH07229471 A JP H07229471A
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    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

(57)【要約】 【目的】 風力発電用風車における増速機全体の低騒音
化を維持した状態で装置の簡単化と低コスト化を図るも
のである。 【構成】 翼と発電機との間を二段式増速による増速機
を介して連結した風力発電用風車において、低速段を遊
星ローラ式10,11,9トラクションドライブとし、
高速段を平行軸トラクションドライブ16,17とし、
これら低速段の出力軸9と、高速段の入力軸18とを連
結14して増速機を構成したことを特徴とするものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は主に風力発電用の風車に
適用される増速機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に風力発電用の風車は図3に示すよ
うな概略構造をしている。図中1は翼であり風を受けて
回転する。この回転は軸受7にて支持されたブレード入
力軸4を介して増速機2に伝達され、更に出力軸5を経
て発電機3に伝わり、同発電機の回転によって電力を生
み出す。なお、増速機2や発電機3を格納しているのが
ナセル6であり、良質の風力エネルギーが得られるよう
タワー8の最上部に取付けてある。通常前記増速機2に
は、遊星歯車タイプのものが使用されるが、特願平3−
241367号に示すような低騒音化のため遊星ローラ
式トラクションドライブを採用したものも提案されてい
る。この提案された風車の概略構造を図4,図5に示
す。風力によって回転される風車には大トルクが作用す
る上、増速比が40前後と大きいため、歯車方式、トラ
クションドライブ方式の何れであっても、低速段と高速
段の二段式増速が採用されている。また低速段部には、
ブレード入力軸4の中空部分や低速段の増速部に翼のピ
ッチコントロール用配線や、油圧配管などを連通させる
必要があるため、遊星ローラ型が採用される。図4,図
5に示すように、低速段では、ブレード入力軸4からの
回転はリングローラ10の回転となり、ケーシングから
周方向にて適数個(4個)穿設された遊星ローラピン1
2に軸支された遊星ローラ11を摩擦により回転させ、
同遊星ローラ11の回転は、これら遊星ローラ11の中
心部に位置する太陽ローラ9に増速されて伝わり、同太
陽ローラ9の回転は高速段における遊星ローラ枠及び遊
星ローラピンの回転となり、同遊星ローラピンに軸支さ
れた遊星ローラは、これに外接するリングローラが固定
されているので、同リングローラとの摩擦により公自転
して、遊星ローラ群の中心に位置する出力軸5を増速し
て回転させ、同出力軸5からの出力は発電機の入力軸に
伝えられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の風車は遊星歯車
式増速機から大きな騒音を発生するために、民家から遠
く離れた地域でしか設置できなかったのであるが、前記
の如く風車の増速機をトラクションドライブ化したこと
で、騒音問題は解決し、設置場所の制約が少なくなり、
良質の風力エネルギーを得られる様になった。しかしな
がら、ローラ寿命(スポーリングなどの疲労剥離)を維
持するため、疲労に有害なローラ同志の直接接触を、ロ
ーラ間に油膜を形成させて油膜分離により回避する必要
があり、このため形成される油膜厚さ以下にローラ表面
を鏡面仕上げにする極めて高い加工精度が要求されるも
のであった。この結果、加工工数増加によるコストアッ
プを生じ、広く風車一般に採用されることなく、低騒音
化を最優先するケースでのみの極く限られた使用となる
虞れがあった。このようなことから、各ローラの加工コ
ストを調査したところ、リングローラの内面研磨が最も
高コスト(丸棒の外面研磨はコスト上問題ない)とな
り、また増速機全体の騒音は、風車全体の騒音に影響し
ないレベルに低下していれば良い現状にある。従って、
伝達トルクが小さい高速段側の増速機を、遊星ローラ式
からコストの低い平行軸ローラトラクションドライブ又
は、平行軸ヘリカル歯車とし、低速段のスター型遊星ロ
ーラトラクションドライブに直結させればよいことが知
見された。このため本発明は、この知見に基づき前記課
題を解決して風力発電用風車における増速機全体の低騒
音化を維持した状態で、装置の簡単化と低コスト化を図
るようにした風力発電用増速器を提供しようとするもの
である。
【0004】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、翼と
発電機との間を二段式増速による増速機を介して連結し
た風力発電用風車において、低速段を遊星ローラ式トラ
クションドライブとし、高速段を平行軸トラクションド
ライブとし、これら低速段の出力軸と、高速段の入力軸
とを連結して増速機を構成してなるもので、これを課題
解決のための手段とするものである。また本発明は、翼
と発電機との間を二段式増速による増速機を介して連結
した風力発電用風車において、前記増速機として、低速
段を遊星ローラ式トラクションドライブとし、高速段を
平行軸歯車とし、これら低速段の出力軸と高速段の入力
軸とを連結して構成してなるものであり、更に前記増前
記増速機における高速段の平行軸歯車をヘリカルタイプ
としてなるもので、これを課題解決のための手段とする
ものである。
【0005】
【作用】本発明は前記手段において、低速段において入
力軸の回転はリングローラの回転として遊星ローラを介
して太陽軸を増速して回転する。太陽軸からの出力はス
プラインカップリングを介して高速段のローラに伝わ
り、これと平行するローラを増速して回転させ、出力軸
から図示しない発電機を駆動する。このように高速段に
リングローラを使用しないで済むので、トラクション駆
動による疲労を防止するための油膜形成のためにローラ
表面を鏡面仕上げする部分を極力少なくでき、風力発電
風車の増速機に、低コストでしかも低騒音を維持したト
ラクションドライブ増速機を提供することができ、風車
全体の低コスト化と低騒音化が達成できる。
【0006】
【実施例】以下本発明の実施例を図面について説明する
と、図1は本発明の第1実施例を示すもので、風力によ
り回転する翼からの回転N1 が低速段の入力軸4に伝え
られ、同入力軸4の回転はスプライン結合体21により
連結されたリングローラ10の回転となり、固定の低速
段キャリア22に突設された同方向に複数個配置された
遊星ローラピン12に軸支の遊星ローラ群11をトラク
ション駆動する。これら遊星ローラ′群11の回転は中
心部に配置された低速段太陽軸9をN3 に増速してトラ
クション駆動する。また同低速段の太陽ローラの回転N
3 をスプラインカップリング14を介して高速段の平行
軸15に伝える。同平行軸15に平行する相手平行軸5
が配置され、それぞれの軸は中央をローラ16,17と
され、相手平行軸のローラ17を支える軸受19に矢印
のようにローラ接触荷重20を加え、これらローラ1
6,17間に供給される潤滑油により油膜を形成して、
トラクション力を生み出し、出力軸5に所定の回転トル
クを伝達する。なお、低速段のリングローラ10は、前
記したようにブレード入力軸の傾きに追随できるように
スプライン結合21とし、また高速段における平行軸部
分の増速比は、ローラ16とローラ17の直径比率で決
まることはいうまでもない。
【0007】また図2は本発明の第2実施例を示すもの
で、平行軸のローラ部分を前記第1実施例のもののよう
にローラ接触荷重20を必要としないようにして、平行
軸歯車噛合による増速部としたものであり、歯車噛合に
よる騒音を低減するためにヘリカル歯車とした場合は、
平行軸の軸受18,19をスラスト軸受としてスラスト
力を負担できるよにした。
【0008】
【発明の効果】以上詳細に説明した如く、本発明は風力
発電用増速機における高速段をリングローラを使用せず
に平行軸トラクションドライブとすることで、トラクシ
ョン駆動による疲労を防止するための油膜形成のために
ローラ表面を鏡面仕上げする部分を極力少なくでき、増
速機全体の低騒音化を維持した状態でコスト低減を図る
ことができ、また高速段として平行軸トラクションドラ
イブを採用すると、各ローラ間に荷重を加える必要があ
るが、平行軸歯車を採用した場合では、この荷重を与え
る構造が不用になり、より装置が簡素化される。なお、
平行軸歯車の採用の場合は、歯車騒音の問題があるが、
ヘリカルタイプにすることでこれを低減してネックとな
らないレベルにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係わる遊星ローラ式トラ
クションドライブ増速機の縦断面図である。
【図2】本発明の第2実施例に係わる高速段側増速機の
縦断面図である。
【図3】従来の風車発電装置の概略側面図である。
【図4】従来の風車発電用遊星ローラトラクションドラ
イブ増速機の縦断面図である。
【図5】従来のものの低速段側遊星ローラトラクション
ドライブの横断面図である。
【符号の説明】
1 翼 2 増速機 3 発電機 4 ブレード入力軸 5 出力軸 6 ナセル 7 ブレード入力軸側軸受 8 タワー 9 低速段側太陽軸 10 リングローラ 11 遊星ローラ 12 遊星ローラピン 13 遊星ローラ用軸受 14 スプライン結合体 15 高速段側平行軸 16,17 ローラ 18 平行軸用軸受 19 出力軸側軸受 20 ローラ接触荷重 21 スプライン結合体(リングローラと入力軸との結
合) 22 低速段キャリア

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 翼と発電機との間を二段式増速による増
    速機を介して連結した風力発電用風車において、低速段
    を遊星ローラ式トラクションドライブとし、高速段を平
    行軸トラクションドライブとし、これら低速段の出力軸
    と、高速段の入力軸とを連結して増速機を構成したこと
    を特徴とする風力発電用増速機。
  2. 【請求項2】 翼と発電機との間を二段式増速による増
    速機を介して連結した風力発電用風車において、前記増
    速機として、低速段を遊星ローラ式トラクションドライ
    ブとし、高速段を平行軸歯車とし、これら低速段の出力
    軸と高速段の入力軸とを連結して構成したことを特徴と
    する風力発電用増速機。
  3. 【請求項3】 前記増速機における高速段の平行軸歯車
    をヘリカルタイプとしたことを特徴とする請求項2記載
    の風力発電用増速機。
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