JPWO2011099139A1 - 風力発電装置 - Google Patents
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Abstract
Description
上述したロータヘッドは、風車用タワー(以下、「タワー」と呼ぶ)上に設置されてヨー旋回可能なナセルの端部に取り付けられ、略水平な横方向の回転軸線周りに回転可能となるように支持されている。
上述したピッチ制御装置により風車翼のピッチ角を調整可能とするため、風車翼をロータヘッドに対して回動可能に支持する翼旋回輪軸受が用いられている。この翼旋回輪軸受には、内輪と外輪との間に転動体(ボールベアリングやローラ等)を配設した転がり軸受が採用されている。
なお、ロータヘッド内側(風車翼の軸方向においてロータヘッド側)となるオイルシールにおいては、ロータヘッドの回転により翼旋回輪軸受内部の転動体方向に遠心力が作用するので、潤滑油は風車翼の外部へ漏出しにくい状況にある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、風車翼の翼旋回輪軸受に設けられているオイルシール構造を改善し、潤滑油の外部への漏出を防止または抑制した風力発電装置を提供することにある。
本発明の風力発電装置は、風車翼に風力を受けて回転するロータヘッドがナセルの内部に設置された発電機を駆動して発電し、前記ナセルが基礎上に立設されたタワーの上端部にヨー旋回可能に設置されるとともに、前記風車翼と前記ロータとの間に設置された翼旋回輪軸受を介して前記風車翼のピッチ角を調整可能とするピッチ制御機構を備えている風力発電装置において、前記翼旋回輪軸受の外輪及び内輪が転動体を介在させて対向する転動体保持面の両端部にシール機構を取り付け、前記シール機構の翼側が、シール部材間に空間部を設けて翼軸線方向に配置した二重シール構造とされ、前記空間部に加圧流体を供給して前記シール部材のリップを相手側壁面に押圧するように構成したことを特徴とするものである。
従って、風車翼の翼旋回輪軸受に設けられているオイルシール構造を改善し、翼旋回輪軸受から外部へ漏出する潤滑油量を最小限に抑えることで、信頼性や耐久性の高い風力発電装置を提供することができる。
2 風車用タワー
3 ナセル
4 ロータヘッド
5 風車翼
10 翼旋回輪軸受
11 外輪
11a,12a 転動体保持面
12 内輪
13 転動体
14,20 シール機構
21 内部シール(シール部材)
22 外部シール(シール部材)
23 空間部
30 流体供給路
40 加圧流体供給装置
図3に示す風力発電装置1は、基礎B上に立設される風車用タワー(以下では「タワー」と呼ぶ)2と、タワー2の上端に設置されるナセル3と、略水平な横方向の回転軸線周りに回転可能に支持されてナセル3の前端部側に設けられるロータヘッド4とを有している。
ナセル3の外周面適所(たとえば上部等)には、周辺の風速値を測定する風速計や、風向を測定する風向計等が設置されている。
なお、図示のタワー2は鋼製のモノポール式とされ、複数に分割したタワーセクションのフランジ(不図示)を接続することにより、必要な長さ(高さ)を確保した円筒タワーとなる。
上述したピッチ制御装置は、図示しない油圧機構等を駆動源にして、風車翼5を所望の方向に回動させてピッチ角を調整するものである。このため、風車翼5は、ロータヘッド4に対し翼旋回輪軸受10を介して回動自在に支持されている。
図示の構成例では、外輪11がロータヘッド4側に固定され、内輪12に連結された風車翼5が外輪11及びロータヘッド4に対して回動可能となっている。また、内輪12及び風車翼5のスムーズな回動を維持するため、たとえば転動体13の外周面及びその接触面である外輪11及び内輪12の摺動面等には、潤滑油としてグリースが供給されている。
また、流体供給路30が空間部23に連通する出口開口には、隣接するシール部材21,22間に加圧流体の流路を確実に確保するため、金属や樹脂等により形成された筒状出口33が設けられている。
なお、外輪11の翼側端面には支持部材18が取り付けられ、加圧流体の圧力を受けるシール部材21,22が、特に、外部シール22が、凹部17の外部へ飛び出さないように規制している。
このため、翼旋回輪軸受10内の潤滑油が翼側のシール機構20から外部へ漏出することを防止または抑制することができる。
しかし、圧縮空気は、たとえばロータヘッド4内に設置専用の圧縮機を設置し、周囲の空気を圧縮すれば容易に供給することができるので、常に圧縮流体を安定して供給することが可能になる。この場合、加圧流体供給装置40は圧縮機となり、風力発電装置1で発電した電力の一部を使用しての駆動や、専用の太陽電池を設置して得た電力を使用した駆動が可能である。
なお、この場合の圧縮機は常時運転する必要はなく、たとえば比較的小型の畜圧タンクを設けて所定圧力を維持するように断続運転をしてもよい。
従って、このようなシール機構20を備えた風力発電装置1は、翼旋回輪軸受10から外部へ漏出する潤滑油量を最小限に抑えて信頼性や耐久性を向上させることができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
Claims (3)
- 風車翼に風力を受けて回転するロータヘッドがナセルの内部に設置された発電機を駆動して発電し、前記ナセルが基礎上に立設されたタワーの上端部にヨー旋回可能に設置されるとともに、前記風車翼と前記ロータとの間に設置された翼旋回輪軸受を介して前記風車翼のピッチ角を調整可能とするピッチ制御機構を備えている風力発電装置において、
前記翼旋回輪軸受の外輪及び内輪が転動体を介在させて対向する転動体保持面の両端部にシール機構を取り付け、
前記シール機構の翼側が、シール部材間に空間部を設けて翼軸線方向に配置した二重シール構造とされ、前記空間部に加圧流体を供給して前記シール部材のリップを相手側壁面に押圧するように構成したことを特徴とする風力発電装置。 - 前記加圧流体が前記ロータヘッド内に設置された専用の圧縮機から供給される圧縮空気であることを特徴とする請求項1に記載の風力発電装置。
- 前記加圧流体が前記ロータヘッド内に設置された加圧タンクに畜圧されている圧縮空気であることを特徴とする請求項1に記載の風力発電装置。
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