KR20110114430A - Lubricating oil heating mechanism, gear mechanism, and wind power generating apparatus - Google Patents

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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

윤활유 가열 기구는, 윤활유를 저류하기 위한 탱크와, 윤활유 펌프와, 탱크의 내부에 마련되고, 윤활유를 가열하는 히터와, 히터의 상방을 적어도 부분적으로 덮는 정류판을 구비하고 있다. 탱크에는, 탱크로부터 윤활유 펌프로 윤활유를 흡출하는 흡출구가 마련되어 있다. 정류판은 가열된 윤활유가 흡출구를 향해서 대류하도록 마련되어 있다.The lubricating oil heating mechanism includes a tank for storing lubricating oil, a lubricating oil pump, a heater provided inside the tank, and a rectifying plate at least partially covering the heater above. The tank is provided with a suction port for sucking the lubricant oil from the tank with a lubricant pump. The rectifying plate is provided so that the heated lubricating oil convections toward the suction port.

Description

윤활유 가열 기구, 기어 기구, 및 풍력 발전 장치{LUBRICATING OIL HEATING MECHANISM, GEAR MECHANISM, AND WIND POWER GENERATING APPARATUS}Lubricant heating mechanism, gear mechanism, and wind power generation equipment {LUBRICATING OIL HEATING MECHANISM, GEAR MECHANISM, AND WIND POWER GENERATING APPARATUS}

본 발명은, 윤활유 가열 기구, 기어 기구, 및 그것을 이용한 풍력 발전 장치에 관한 것이고, 특히 극한 환경하에서 기기를 기동할 경우에 윤활유를 가열하기 위한 가열 기구에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lubricating oil heating mechanism, a gear mechanism, and a wind power generator using the same, and more particularly, to a heating mechanism for heating lubricating oil when the apparatus is started in an extreme environment.

풍력 발전 장치 및 기타의 기기를 극한 환경에서 사용할 경우, 윤활유를 가열할 필요성이 생긴다. 극한 환경에서는 윤활유의 점도가 높아지지만, 윤활유의 점도가 지나치게 높아지면, 윤활유의 순환 펌프에 걸리는 부하가 커져서, 순환 펌프의 고장을 초래할 수 있다. 여기에서, 윤활유의 온도가 낮을 경우, 윤활유가 히터에 의해 가열된다. 예를 들면, 미국 특허 출원 공개 제 US 2009/0191060 A1 호(특허문헌 1)는 기어박스로부터 펌프로 윤활유를 배출하는 배출관에 히터를 마련하는 기술을 개시하고 있다.If wind turbines and other equipment are used in extreme environments, there is a need to heat the lubricant. In extreme environments, the viscosity of the lubricating oil becomes high, but when the viscosity of the lubricating oil becomes too high, the load on the circulating pump of the lubricating oil increases, which may cause a failure of the circulating pump. Here, when the temperature of lubricating oil is low, lubricating oil is heated by a heater. For example, US Patent Application Publication No. US 2009/0191060 A1 (Patent Document 1) discloses a technique for providing a heater in a discharge pipe for discharging lubricating oil from a gearbox to a pump.

하나의 문제는, 극한 환경하에서 기기의 운전이 정지되었을 경우에, 기기 탱크내의 윤활유의 재가열에 시간이 걸리는 것이다. 극한 환경에서 사용되는 기기에 있어서는, 윤활유 탱크에 히터가 마련되어 윤활유가 가열된다. 그렇지만, 극한 환경하에서 기기의 운전이 정지되어서 기기 탱크에 축적되어 있는 윤활유가 냉각되면, 윤활유의 점도가 높아진다. 냉각되어 고점도가 된 윤활유는, 대류가 일어나기 어려워서, 히터 바로 상부의 윤활유는 대류하여 신속하게 가열되지만, 히터의 측방이나 하방에서는 대류가 발생하지 않아, 히터의 측방이나 하방에 있는 윤활유는 가열되기 어렵다.One problem is that it takes time to reheat the lubricating oil in the equipment tank when the operation of the equipment is stopped under extreme conditions. In the apparatus used in an extreme environment, a heater is provided in a lubricating oil tank, and lubricating oil is heated. However, if the lubricating oil accumulated in the apparatus tank is cooled by the operation of the apparatus is stopped under the extreme environment, the viscosity of the lubricating oil is increased. The cooled and highly viscous lubricant hardly convections, and the lubricant immediately above the heater convections and quickly heats up, but convection does not occur on the side or the bottom of the heater, and the lubricant on the side or the bottom of the heater is difficult to heat. .

특히, 기기 레이아웃(layout)의 관계로, 기기 탱크로부터 윤활유 펌프로 윤활유를 흡출하는 흡출구(吸出口)가 히터의 측방에 있는 경우에 이러한 문제는 중대하다. 흡출구 근방의 윤활유가 가열되지 않기 때문에, 윤활유 펌프의 재기동에 시간이 걸려버린다.In particular, such a problem is significant when a suction port for drawing out lubricating oil from the device tank to the lubricating oil pump is located on the side of the heater due to the device layout. Since the lubricating oil near the suction port is not heated, it takes time to restart the lubricating oil pump.

미국 특허 출원 공개 제 US 2009/0191060 A1 호US Patent Application Publication No. US 2009/0191060 A1

따라서, 본 발명의 목적은, 기기 탱크내의 윤활유가 냉각되어버린 후, 윤활유 펌프의 재기동에 필요한 시간을 단축 가능한 윤활유 가열 기구 및 그것을 이용한 풍력 발전 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a lubricating oil heating mechanism capable of shortening the time required for restarting a lubricating oil pump after the lubricating oil in the equipment tank is cooled, and a wind power generator using the same.

본 발명의 일 관점에서는, 윤활유 가열 기구는, 윤활유를 저류하기 위한 탱크와, 윤활유 펌프와, 탱크의 내부에 마련되고, 윤활유를 가열하는 히터와, 히터의 상방을 적어도 부분적으로 덮는 정류판을 구비하고 있다. 탱크에는, 탱크로부터 윤활유 펌프에 윤활유를 흡출하는 흡출구가 마련되어 있다. 정류판은 가열된 윤활유가 흡출구를 향해서 대류하도록 마련되어 있다.In one aspect of the present invention, a lubricating oil heating mechanism includes a tank for storing lubricating oil, a lubricating oil pump, a heater provided in the tank and heating the lubricating oil, and a rectifying plate at least partially covering the heater. Doing. The tank is provided with a suction port for sucking the lubricant oil from the tank to the lubricant pump. The rectifying plate is provided so that the heated lubricating oil convections toward the suction port.

상기 윤활유 가열 기구가 기어를 더 구비하고 있는 경우, 정류판은 기어의 하방을 덮도록 마련되고, 기어 근방에 윤활유를 유지하는 오일 팬(oil pan)으로서 기능하는 것이 바람직하다.In the case where the lubricating oil heating mechanism further includes a gear, the rectifying plate is preferably provided to cover the lower side of the gear, and preferably functions as an oil pan for holding lubricating oil in the vicinity of the gear.

정류판은 흡출구가 마련되어 있는 탱크의 측벽으로부터 이격되어서 마련되어 있는 것이 바람직하다.It is preferable that the rectifying plate is provided away from the side wall of the tank in which the suction port is provided.

본 발명의 다른 관점에서는, 윤활유 가열 기구는, 윤활유를 저류하기 위한 탱크와, 윤활유 펌프와, 탱크의 내부에 마련되고, 윤활유를 가열하는 히터를 구비하고 있다.In another aspect of the present invention, the lubricating oil heating mechanism includes a tank for storing lubricating oil, a lubricating oil pump, and a heater provided in the tank and heating the lubricating oil.

탱크에는, 탱크로부터 윤활유 펌프로 윤활유를 흡출하는 흡출구가 히터의 측방에 마련되어 있다. 상기 윤활유 가열 기구에 있어서는, 흡출구 근방에 위치하는 윤활유가 윤활유 액면의 히터의 상방 부분 근방의 윤활유보다도 빨리 가열된다.The tank is provided with the suction port which draws out lubricating oil from a tank with a lubricating oil pump in the side of a heater. In the lubricating oil heating mechanism, the lubricating oil located near the suction port is heated earlier than the lubricating oil near the upper portion of the heater of the lubricating oil liquid surface.

본 발명의 또 다른 관점에서는, 기어 기구는, 윤활유를 저류하기 위한 탱크 부분과, 기어와, 기어의 하방을 덮도록 마련되고, 기어 근방에 윤활유를 유지하는 오일 팬과, 탱크 부분의 내부에 마련되고, 윤활유를 가열하는 히터를 구비하고 있다. 탱크 부분에는, 탱크 부분으로부터 윤활유 펌프로 윤활유를 흡출하는 흡출구가 마련되어 있다. 오일 팬은, 히터의 상방을 적어도 부분적으로 덮고, 가열된 윤활유가 흡출구를 향해서 대류하게 하는 정류판으로서 기능한다.In still another aspect of the present invention, the gear mechanism includes a tank portion for storing lubricating oil, a gear, an oil pan for holding the lubricating oil near the gear, and an inside of the tank portion for covering the lower portion of the gear. And a heater for heating the lubricating oil. The tank portion is provided with a suction port for sucking the lubricant oil from the tank portion with the lubricant pump. The oil pan at least partially covers the upper side of the heater and functions as a rectifying plate that allows the heated lubricating oil to convection toward the suction port.

본 발명의 또 다른 관점에서는, 풍력 발전 장치는, 풍차 로터를 지지하는, 회전 가능하게 마련된 주축과, 입력축이 주축에 결합된 증속기(增速機)와, 증속기의 출력축에 결합되는 발전기를 구비한다. 증속기는, 윤활유를 저류하는 탱크 부분을 갖는 하우징과, 하우징의 내부에 마련된 기어와, 기어의 하방을 덮도록 마련되고, 기어 근방에 윤활유를 유지하는 오일 팬과, 탱크 부분에 마련된 히터를 구비하고 있다. 하우징에는, 탱크 부분으로부터 윤활유 펌프로 윤활유를 흡출하는 흡출구가 마련된다. 오일 팬은, 히터의 상방을 적어도 부분적으로 덮고, 윤활유가 흡출구를 향해서 대류하게 하는 정류판으로서 기능한다.In still another aspect of the present invention, a wind power generator includes a main shaft rotatably provided to support a windmill rotor, a speed increaser coupled to an input shaft, and a generator coupled to an output shaft of the speed increaser. Equipped. The speed reducer includes a housing having a tank portion for storing lubricating oil, a gear provided inside the housing, an oil pan provided to cover the lower side of the gear, and holding a lubricating oil in the vicinity of the gear, and a heater provided in the tank portion. have. The housing is provided with a suction port for sucking the lubricant oil from the tank portion with the lubricant pump. The oil pan at least partially covers the upper side of the heater and functions as a rectifying plate to allow the lubricating oil to convection toward the suction port.

도 1은 본 발명의 일 실시형태의 윤활유 가열 기구를 구비한 윤활유 순환계의 구성을 도시하는 개념도,
도 2a는 정류판을 마련했을 경우에 있어서의, 기기 탱크 내부에서의 가열된 윤활유의 거동을 도시하는 도면,
도 2b는 정류판을 마련하지 않은 경우에 있어서의, 기기 탱크 내부에서의 가열된 윤활유의 거동을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시형태의 풍력 발전 장치를 도시하는 측면도,
도 4는 일 실시형태에 있어서의 풍력 발전 장치의 나셀의 내부 구조를 도시하는 상면도,
도 5는 일 실시형태에 있어서의 증속기의 구조를 도시하는 단면도,
도 6은 도 5의 증속기 탱크 부분의 구조를 도시하는 사시도,
도 7은 도 5의 증속기 탱크 부분의 구조를 도시하는 단면도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The conceptual diagram which shows the structure of the lubricating oil circulation system provided with the lubricating oil heating mechanism of one Embodiment of this invention.
Fig. 2A is a diagram showing the behavior of heated lubricating oil inside the equipment tank when a rectifying plate is provided;
Fig. 2B is a diagram showing the behavior of heated lubricating oil inside the equipment tank when no rectifying plate is provided;
3 is a side view showing a wind turbine generator according to one embodiment of the present invention;
4 is a top view showing an internal structure of a nacelle of a wind power generator according to one embodiment;
5 is a cross-sectional view showing the structure of a speed increaser in one embodiment;
FIG. 6 is a perspective view showing the structure of the speed increaser tank part of FIG. 5; FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a structure of the increaser tank part of FIG. 5. FIG.

도 1은 본 발명의 일 실시형태의 윤활유 가열 기구를 구비한 윤활유 순환계(10)의 구성을 도시하는 개념도이다. 본 실시형태에서는, 윤활유 순환계(10)는 기기 탱크(1)와, 윤활유 펌프(2)와, 보조기(3)를 구비하고 있다. 기기 탱크(1)는 기기(예를 들면, 기어박스) 등에 마련되어 윤활유를 저류하는 탱크이다. 윤활유 펌프(2)는 기기 탱크(1)의 윤활유를 흡출구(6)로부터 흡출하여 보조기(3)로 보낸다. 보조기(3)는 윤활유 필터나 윤활유 냉각기 등을 구비하고 있고, 윤활유에 대하여 필요한 처리를 실행하여 기기로 보낸다. 기기의 각부에서 사용된 윤활유는 기기 탱크(1)에 회수된다. 기기 탱크(1), 윤활유 펌프(2) 및 보조기(3)를 접속하는 배관에 있어서의 윤활유의 냉각을 방지하기 위해서는, 이들 배관에 히터(도시되지 않음)가 마련되는 것이 바람직하다.1 is a conceptual diagram showing the configuration of a lubricating oil circulation system 10 provided with a lubricating oil heating mechanism of an embodiment of the present invention. In this embodiment, the lubricating oil circulation system 10 is equipped with the apparatus tank 1, the lubricating oil pump 2, and the auxiliary | assistant device 3. As shown in FIG. The device tank 1 is a tank provided in a device (for example, a gearbox) or the like to store lubricating oil. The lubricating oil pump 2 draws out the lubricating oil of the equipment tank 1 from the suction port 6, and sends it to the assisting device 3. The brace 3 is equipped with a lubricating oil filter, a lubricating oil cooler, etc., and performs necessary processing with respect to a lubricating oil, and sends it to an apparatus. Lubricating oil used in each part of the apparatus is recovered to the apparatus tank 1. In order to prevent cooling of the lubricating oil in the piping connecting the equipment tank 1, the lubricating oil pump 2, and the auxiliary device 3, it is preferable that heaters (not shown) are provided in these piping.

기기 탱크(1)의 내부에는, 윤활유를 가열하기 위한 히터(4)가 마련되어 있다. 이러한 히터(4)는 기기 탱크(1) 내부의 윤활유의 온도가 낮을 경우에 윤활유를 가열하기 위한 것이다. 극한 상태에서 기기의 동작이 정지되어 윤활유의 온도가 저하하면, 윤활유의 점도가 높아진다. 윤활유의 점도가 과잉으로 높다면 윤활유 펌프(2)의 운전을 할 수 없어진다. 여기에서, 기기의 재기동시에는, 히터(4)에 의해 윤활유가 충분히 가열된 후에, 윤활유 펌프(2)가 기동된다.Inside the equipment tank 1, the heater 4 for heating lubricating oil is provided. This heater 4 is for heating the lubricating oil when the temperature of the lubricating oil in the apparatus tank 1 is low. When the operation of the apparatus is stopped in the extreme state and the temperature of the lubricant drops, the viscosity of the lubricant increases. If the viscosity of the lubricating oil is excessively high, the lubricating oil pump 2 cannot be operated. Here, at the time of restarting of the apparatus, after the lubricating oil is sufficiently heated by the heater 4, the lubricating oil pump 2 is started.

여기서, 본 실시형태에서는, 윤활유의 대류를 제어하기 위한 정류판(5)이 히터(4)의 상방에 마련된다. 정류판(5)은 윤활유를 흡출구(6)를 향해서 대류시키도록 하는 형상과 위치를 갖고 있다. 이러한 정류판(5)은 기동에 필요한 부위의 윤활유를 효율적으로 가열하여, 윤활유 펌프(2)를 신속하게 재기동하기 위해서 기여한다. 윤활유 펌프(2)를 기동하는 경우, 윤활유의 전체를 가열할 필요성은 없고, 실제로 가열이 필요한 것은 흡출구(6) 근방의 윤활유뿐이다. 여기에서, 본 실시형태에서는, 정류판(5)을 마련하는 것에 의해 흡출구(6) 근방의 윤활유를 신속하게 가열하여, 윤활유 펌프(2)의 신속한 기동을 가능하게 한다. 이하에서는, 정류판(5)의 기능에 대해서 상세하게 설명한다.Here, in this embodiment, the rectifying plate 5 for controlling the convection of the lubricating oil is provided above the heater 4. The rectifying plate 5 has a shape and a position to allow the lubricating oil to convex toward the suction port 6. Such a rectifying plate 5 contributes to efficiently heating the lubricating oil of the site | part required for starting, and to restart the lubricating oil pump 2 quickly. When starting the lubricating oil pump 2, it is not necessary to heat the whole lubricating oil, and only the lubricating oil in the vicinity of the suction port 6 is actually required for heating. Here, in this embodiment, by providing the rectifying plate 5, the lubricating oil in the vicinity of the suction port 6 is heated rapidly, and the lubricating oil pump 2 can be started quickly. Below, the function of the rectifying plate 5 is demonstrated in detail.

도 2a, 도 2b는 정류판(5)의 기능에 대해서 설명하는 도면이다. 도 2a는 정류판(5)이 있는 경우의 윤활유의 가열의 모양을 도시하고 있고, 도 2b는 정류판(5)이 없는 경우의 윤활유의 가열의 모양을 도시하고 있다. 도 2a, 도 2b에 있어서, 진한 해칭은 가열되어 점도가 낮아진 윤활유의 부분을 나타내고, 연한 해칭은 저온으로 점도가 높은 윤활유의 부분을 나타내고 있다.2A and 2B are views for explaining the function of the rectifying plate 5. FIG. 2A shows the state of heating of lubricating oil when there is a rectifying plate 5, and FIG. 2B shows the state of heating of lubricating oil when there is no rectifying plate 5. In FIG. 2A and FIG. 2B, the thick hatching shows the part of the lubricating oil heated and the viscosity became low, and the soft hatching showed the part of the lubricating oil with high viscosity at low temperature.

도 2b에 도시되어 있는 바와 같이, 정류판(5)이 없는 경우에는, 가열된 윤활유가 히터(4)의 상방으로만 대류한다. 이 때문에, 히터(4) 상방의 윤활유는 신속하게 가열되지만, 히터(4) 측방의 윤활유는 상당히 가열되지 않는다. 따라서, 흡출구(6)가 히터(4)의 측방에 있으면, 흡출구(6) 근방의 윤활유가 가열될 때까지는 시간이 걸리고, 윤활유 펌프(2)의 기동이 가능하게 되는데도 시간이 걸린다.As shown in FIG. 2B, when there is no rectifying plate 5, the heated lubricating oil convections only above the heater 4. For this reason, although the lubricating oil above the heater 4 heats quickly, the lubricating oil of the heater 4 side does not heat considerably. Therefore, when the intake port 6 is located on the side of the heater 4, it takes time until the lubricating oil in the vicinity of the intake port 6 is heated, and also takes time when the lubricating oil pump 2 can be started.

한편, 본 실시형태에서는, 도 2b에 도시되어 있는 바와 같이, 가열된 윤활유의 대류가 정류판(5)에 의해 흡출구(6)를 향할 수 있기 때문에, 흡출구(6) 근방의 윤활유가 신속하게 가열된다. 보다 구체적으로는, 흡출구(6) 근방의 윤활유는 윤활유 액면의 히터(4)의 상방 부분 근방의 윤활유보다도 빨리 가열된다. 흡출구(6) 근방의 윤활유가 신속하게 가열되기 때문에, 윤활유 펌프(2)를 신속하게 기동하는 것이 가능해진다.On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 2B, since the convection of the heated lubricating oil can be directed to the draft port 6 by the rectifying plate 5, the lubricating oil near the draft port 6 is quick. Is heated. More specifically, the lubricating oil near the suction port 6 is heated earlier than the lubricating oil near the upper part of the heater 4 of the lubricating oil liquid surface. Since the lubricating oil near the suction port 6 is heated rapidly, the lubricating oil pump 2 can be started quickly.

정류판(5)의 형상 및 위치는 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들면, 도 2a에서는, 정류판(5)이 히터(4)의 상방을 완전히 덮는 것과 같은 형상과 위치를 갖고 있지만, 정류판(5)이 히터(4)의 상방을 완전히 덮고 있을 필요는 없다. 단, 흡출구(6) 근방의 윤활유의 가열을 촉진하기 위해서는, 정류판(5)이 히터(4)의 상방을 완전히 덮고 있는 것이 바람직하다.The shape and position of the rectifying plate 5 can be variously changed. For example, in FIG. 2A, the rectifying plate 5 has a shape and a position that completely covers the upper side of the heater 4, but the rectifying plate 5 needs to completely cover the upper side of the heater 4. none. However, in order to accelerate the heating of the lubricating oil in the vicinity of the air outlet 6, it is preferable that the rectifying plate 5 completely covers the upper side of the heater 4.

또, 도 2a에 도시되어 있는 바와 같이, 정류판(5)은 기기 탱크(1)의 흡출구(6)가 마련되어 있는 측벽으로부터 조금 이격되어 마련되는 것이 바람직하다. 이것은 윤활유 펌프(2)의 기동후의 윤활유의 순환을 방해할 수 있는 정도를 억제하기 위해서이다. 정류판(5)이 기기 탱크(1)의 측벽에 직접 장착되어 있으면, 기기 탱크(1)의 상방으로부터 되돌아온 윤활유가 흡출구(61)로 복귀하는 것을 방해할 수 있다. 도 2a에 도시되어 있는 바와 같이, 정류판(5)을 기기 탱크(1)의 측벽으로부터 조금 이격되어 마련하는 것에 의해, 윤활유의 순환을 방해할 수 있는 정도를 억제할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2A, the rectifying plate 5 is preferably provided slightly spaced from the side wall on which the outlet port 6 of the equipment tank 1 is provided. This is to suppress the extent to which the circulation of the lubricating oil after the start of the lubricating oil pump 2 can be prevented. If the rectifying plate 5 is directly attached to the side wall of the apparatus tank 1, the lubricating oil returned from the upper side of the apparatus tank 1 may prevent the return to the suction port 61. As shown in FIG. 2A, by providing the rectifying plate 5 slightly spaced from the side wall of the device tank 1, the degree of preventing the circulation of the lubricating oil can be suppressed.

상기의 윤활유 가열 기구의 구조는 한냉지에서 사용되는 풍력 발전 장치의 다양한 기계 기구, 특히 증속기에 적용되는 것이 특히 바람직하다. 이하에서는, 본 발명의 윤활유 가열 기구가 적용된 증속기의 구조에 대해서 설명한다.It is particularly preferable that the structure of the lubricating oil heating mechanism is applied to various mechanical apparatuses of the wind turbine generator used in the cold districts, in particular to the gearbox. Hereinafter, the structure of the speed increaser to which the lubricating oil heating mechanism of this invention is applied is demonstrated.

도 3은 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 풍력 발전 장치(11)의 구성을 도시하는 측면도이다. 풍력 발전 장치(11)는, 기초(12a)에 세워 설치되는 타워(12)와, 타워(12)의 상단에 설치되는 나셀(nacelle; 13)과, 나셀(13)에 대하여 회전 가능하게 장착된 로터 헤드(14)와, 로터 헤드(14)에 장착된 풍차 날개(15)를 구비하고 있다. 로터 헤드(14)와 풍차 날개(15)에 의해, 풍차 로터가 구성되어 있다.3 is a side view illustrating the configuration of the wind power generator 11 in one embodiment of the present invention. The wind turbine generator 11 is rotatably mounted with respect to the nacelle 13 and the nacelle 13 installed on the top of the tower 12, the tower 12 installed upright in the base 12a. The rotor head 14 and the windmill vane 15 attached to the rotor head 14 are provided. The rotor head 14 and the windmill vane 15 form a windmill rotor.

도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 로터 헤드(14)에는 주축(16)의 일단부가 결합되어 있고, 그 주축(16)은 주 베어링(16a)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 주축(16)의 타단부는 증속기(17)의 입력축에 연결되어 있다. 증속기(17)의 출력축은 발전기(18)의 로터에 결합되어 있다. 풍력에 의해 로터 헤드(14)가 회전하면, 그 회전이 증속기(17)에 의해 증속되어서 발전기(18)의 로터에 전달되어, 발전기(18)가 구동된다. 이에 의해, 발전기(18)로부터 전력이 얻어진다.As shown in FIG. 4, one end of the main shaft 16 is coupled to the rotor head 14, and the main shaft 16 is rotatably supported by the main bearing 16a. The other end of the main shaft 16 is connected to the input shaft of the speed increaser 17. The output shaft of the speed increaser 17 is coupled to the rotor of the generator 18. When the rotor head 14 is rotated by the wind, the rotation is increased by the speed increaser 17 to be transmitted to the rotor of the generator 18, and the generator 18 is driven. As a result, electric power is obtained from the generator 18.

도 5는 본 실시형태에 있어서의 증속기(17)의 구조를 도시하는 단면도이다. 증속기(17)는, 유성 기어 기구(17a)와, 기어 증속 기구(17b)와, 그들을 수납하는 하우징(19)을 구비하고 있다. 유성 기어 기구(17a)는, 입력축(21)과, 태양 기어(22)와, 복수의 유성 기어(23)(1개만 도시됨)와, 내기어(internal gear; 24)와, 복수의 유성 핀(25)(1개만 도시됨)과, 태양축(26)을 구비하고 있다. 입력축(21)은 주축(16)이 삽입되는 삽입 구멍(21a)을 갖고 있고, 삽입 구멍(21a)에 주축(16)이 삽입되어서 쉬링크 피트부(shrink fit; 21b)가 체결되는 것에 의해, 주축(16)이 입력축(21)에 연결된다. 쉬링크 피트부(21b)란, 외부로부터의 구동력에 의해 내경이 축소 가능하게 구성된 환형의 기계요소이며, 예를 들면 쉬링크 피트부(21b)에 마련된 볼트, 또는 유압에 의해 체결할 수 있도록 구성되어 있다. 입력축(21)은 하우징(19)에 마련된 베어링(27)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 입력축(21)은 유성 기어 기구(17a)에 있어서 유성 기어(23)를 지지하는 캐리어(carrier)로서도 기능한다. 유성 기어(23)는 태양 기어(22)와 내기어(24) 사이에 위치하고 있고, 유성 기어(23)에 삽입된 유성 핀(25)에 의해 입력축(21)에 연결된다. 태양축(26)은 태양 기어(22)에 결합되고, 유성 기어 기구(17a)의 출력축으로서 사용된다. 입력축(21)이 회전되면, 그 회전이 유성 기어(23)를 거쳐서 태양 기어(22)로 전달되어, 태양 기어(22)에 접속된 태양축(26)이 증속되어 회전한다.5 is a cross-sectional view showing the structure of the speed increaser 17 in the present embodiment. The speed increaser 17 is provided with the planetary gear mechanism 17a, the gear speed increasing mechanism 17b, and the housing 19 which accommodates them. The planetary gear mechanism 17a includes an input shaft 21, a sun gear 22, a plurality of planetary gears 23 (only one is shown), an internal gear 24, and a plurality of planetary pins. 25 (only one is shown) and the sun shaft 26 are provided. The input shaft 21 has an insertion hole 21a into which the main shaft 16 is inserted, and by inserting the main shaft 16 into the insertion hole 21a to fasten the shrink fit 21b, The main shaft 16 is connected to the input shaft 21. The shrink pit portion 21b is an annular mechanical element whose inner diameter can be reduced by a driving force from the outside, and is configured to be fastened by a bolt or hydraulic pressure provided in the shrink pit portion 21b, for example. It is. The input shaft 21 is rotatably supported by the bearing 27 provided in the housing 19. The input shaft 21 also functions as a carrier for supporting the planetary gear 23 in the planetary gear mechanism 17a. The planetary gear 23 is located between the sun gear 22 and the inner gear 24 and is connected to the input shaft 21 by a planetary pin 25 inserted into the planetary gear 23. The sun shaft 26 is coupled to the sun gear 22 and used as the output shaft of the planetary gear mechanism 17a. When the input shaft 21 is rotated, the rotation is transmitted to the sun gear 22 via the planetary gear 23, and the sun shaft 26 connected to the sun gear 22 is accelerated and rotated.

기어 증속 기구(17b)는, 태양축(26)에 접합되는 제 1 회전축(31)과, 제 1 회전축(31)에 접합되는 제 1 평기어(32)와, 제 2 평기어(33)와, 제 2 평기어(33)에 접합되는 제 2 회전축(34)과, 제 2 회전축(34)에 접합되는 제 3 평기어(35)와, 제 4 평기어(36)와, 제 4 평기어(35)에 접합되는 출력축(37)을 구비하고 있다. 제 1 회전축(31), 제 2 회전축(34) 및 출력축(37)은 각각 하우징(19)에 마련된 베어링(38, 39, 40)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 제 1 평기어(32)와 제 2 평기어(33)는 맞물려 있고, 제 3 평기어(35)와 제 4 평기어(36)는 맞물려 있다. 이러한 구조의 기어 증속 기구(17b)에서는, 태양축(26)이 회전되면, 그 회전이 제 1 평기어(32), 제 2 평기어(33), 제 3 평기어(35) 및 제 4 평기어(36)에 전달되어, 제 4 평기어(36)에 접속된 출력축(37)이 증속되어서 회전한다. 즉, 증속기(17) 전체에서는, 입력축(21)이 회전하면, 그 회전이 유성 기어 기구(17a)와 기어 증속 기구(17b)에 의해 증속되어서 출력축(37)으로부터 출력되게 된다.The gear speed increasing mechanism 17b includes a first rotating shaft 31 joined to the sun shaft 26, a first spur gear 32 joined to the first rotating shaft 31, and a second spur gear 33. , The second rotating shaft 34 joined to the second spur gear 33, the third spur gear 35 joined to the second rotating shaft 34, the fourth spur gear 36 and the fourth spur gear An output shaft 37 joined to the 35 is provided. The first rotary shaft 31, the second rotary shaft 34, and the output shaft 37 are rotatably supported by bearings 38, 39, 40 provided in the housing 19, respectively. In addition, the first spur gear 32 and the second spur gear 33 are meshed with each other, and the third spur gear 35 and the fourth spur gear 36 are meshed with each other. In the gear increase mechanism 17b having such a structure, when the sun shaft 26 is rotated, the rotation is performed by the first spur gear 32, the second spur gear 33, the third spur gear 35 and the fourth spur. The output shaft 37 which is transmitted to the gear 36 and connected to the fourth spur gear 36 is increased and rotated. That is, in the whole speed increaser 17, when the input shaft 21 rotates, the rotation will be speeded up by the planetary gear mechanism 17a and the gear speed increasing mechanism 17b, and will be output from the output shaft 37. FIG.

제 2 평기어(33)의 하방을 덮도록 오일 팬(41)이 마련되어 있다. 이 오일 팬(41)은 제 2 평기어(33)의 하측에 적절한 양의 윤활유를 유지하고, 이에 의해 제 2 평기어(33)가 회전했을 때의 윤활유의 교반 손실(loss)을 저감하는 역할을 갖고 있다.An oil pan 41 is provided to cover the lower side of the second spur gear 33. The oil pan 41 maintains an appropriate amount of lubricating oil on the lower side of the second spur gear 33, thereby reducing the stirring loss of the lubricating oil when the second spur gear 33 rotates. Have

하우징(19)의 내부에는, 오일 팬(41)의 하방에 공간이 마련되어 있고, 이러한 공간이 윤활유를 저류하는 탱크 부분(19a)으로서 기능한다(도 6, 도 7도 참조). 탱크 부분(19a)에는, 윤활유를 가열하기 위한 히터(42)가 마련되어 있다. 탱크 부분(19a)에는, 또한 히터(42) 측방의 위치에 흡출구(43)가 마련되어 있고, 탱크 부분(19a)에 축적된 윤활유는 흡출구(43)로부터 윤활유 펌프에 의해 흡출되어, 윤활유 펌프와 보조기를 통해서 하우징(19)의 내부로 복귀된다. 윤활유를 순환시키는 윤활유 순환계의 구성으로서는, 도 1에 도시된 구성이 사용된다.Inside the housing 19, a space is provided below the oil pan 41, and this space functions as the tank part 19a which stores lubricating oil (refer FIG. 6, FIG. 7). The tank portion 19a is provided with a heater 42 for heating the lubricating oil. The tank portion 19a is further provided with a suction port 43 at a position on the heater 42 side, and the lubricant oil accumulated in the tank portion 19a is sucked out of the suction port 43 by a lubricating oil pump, thereby lubricating oil pump. And return to the interior of the housing 19 through the brace. As a structure of the lubricating oil circulation system which circulates lubricating oil, the structure shown in FIG. 1 is used.

도 5 내지 도 7에 도시되어 있는 증속기(17)의 구조에서는, 오일 팬(41)이 가열된 윤활유의 대류의 정류판으로서도 기능한다. 즉, 오일 팬(41)의 존재에 의해, 가열된 윤활유의 대류가 흡출구(43)를 향하게 되기 때문에, 흡출구(43) 근방의 윤활유가 신속하게 가열된다. 이 때문에, 흡출구(43)에 접속된 윤활유 펌프를 신속하게 기동하는 것이 가능하게 된다.In the structure of the speed increaser 17 shown in FIGS. 5-7, the oil pan 41 also functions as a convection rectifying plate of heated lubricating oil. That is, the presence of the oil pan 41 causes the convection of the heated lubricating oil to face the draft port 43, so that the lubricating oil near the draft port 43 is quickly heated. For this reason, it becomes possible to quickly start the lubricating oil pump connected to the suction port 43.

또한, 상기에는 증속기(17)의 제 2 평기어(33)의 하방에 마련된 오일 팬(41)을 윤활유의 대류를 제어하는 정류판과 겸용하는 구성이 도시되어 있지만, 기어의 하방에 마련된 오일 팬을 정류판으로서도 사용하는 구성은 다른 기어 기구에도 적용 가능하다. 또한, 윤활유의 대류를 제어하는 정류판을 오일 팬(41)과는 별개로 마련하는 것도 가능하다.In addition, although the structure which combines the oil pan 41 provided below the 2nd spur gear 33 of the speed increaser 17 with the rectifying plate which controls the convection of lubricating oil is shown, the oil provided below the gear is shown. The structure which uses a fan as a rectifying plate is also applicable to other gear mechanisms. It is also possible to provide a rectifying plate for controlling convection of the lubricating oil separately from the oil pan 41.

Claims (6)

윤활유를 저류하기 위한 탱크와,
윤활유 펌프와,
상기 탱크의 내부에 마련되고, 상기 윤활유를 가열하는 히터와,
상기 히터의 상방을 적어도 부분적으로 덮는 정류판을 구비하며,
상기 탱크에는, 상기 탱크로부터 상기 윤활유 펌프로 상기 윤활유를 흡출하는 흡출구가 마련되고,
상기 정류판은 가열된 상기 윤활유가 상기 흡출구를 향해서 대류하도록 마련된
윤활유 가열 기구.
A tank for storing lubricant,
With lubricant pump,
A heater provided inside the tank and heating the lubricating oil;
And a rectifying plate at least partially covering the upper side of the heater,
The tank is provided with a suction port for sucking the lubricant oil from the tank to the lubricant pump.
The rectifying plate is provided such that the heated lubricating oil convections toward the suction port.
Lubricant heating apparatus.
제 1 항에 있어서,
기어를 더 구비하고,
상기 정류판은, 상기 기어의 하방을 덮도록 마련되고, 상기 기어 근방에 상기 윤활유를 유지하는 오일 팬으로서 기능하는
윤활유 가열 기구.
The method of claim 1,
More gears,
The rectifying plate is provided so as to cover the lower side of the gear, and functions as an oil pan that holds the lubricant oil in the vicinity of the gear.
Lubricant heating apparatus.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 흡출구는 상기 탱크의 측벽에 마련되고,
상기 정류판은 상기 측벽으로부터 이격되어서 마련되어 있는
윤활유 가열 기구.
The method according to claim 1 or 2,
The air outlet is provided on the side wall of the tank,
The rectifying plate is provided spaced apart from the side wall
Lubricant heating apparatus.
윤활유를 저류하기 위한 탱크와,
윤활유 펌프와,
상기 탱크의 내부에 마련되고, 상기 윤활유를 가열하는 히터를 구비하며,
상기 탱크에는, 상기 탱크로부터 상기 윤활유 펌프로 상기 윤활유를 흡출하는 흡출구가 상기 히터의 측방에 마련되고,
상기 흡출구 근방에 위치하는 윤활유가 상기 윤활유 액면의 상기 히터의 상방 부분 근방의 윤활유보다도 빨리 가열되는
윤활유 가열 기구.
A tank for storing lubricant,
With lubricant pump,
It is provided inside the tank, and provided with a heater for heating the lubricating oil,
The tank is provided with a suction port for sucking the lubricating oil from the tank to the lubricating oil pump on the side of the heater,
Lubricating oil located near the suction port is heated earlier than lubricating oil near the upper portion of the heater of the lubricating oil liquid surface.
Lubricant heating apparatus.
윤활유를 저류하기 위한 탱크 부분과,
기어와,
상기 기어의 하방을 덮도록 마련되고, 상기 기어 근방에 상기 윤활유를 유지하는 오일 팬과,
상기 탱크 부분의 내부에 마련되고, 상기 윤활유를 가열하는 히터를 구비하며,
상기 탱크 부분에는, 상기 탱크 부분으로부터 윤활유 펌프로 상기 윤활유를 흡출하는 흡출구가 마련되고,
상기 오일 팬은, 상기 히터의 상방을 적어도 부분적으로 덮고, 가열된 상기 윤활유가 상기 흡출구를 향해서 대류하게 하는 정류판으로서 기능하는
기어 기구.
A tank portion for storing lubricant,
With gears,
An oil pan provided to cover the lower side of the gear and holding the lubricating oil near the gear;
It is provided inside the tank part, and has a heater for heating the lubricating oil,
The tank portion is provided with a suction port for sucking the lubricant oil from the tank portion with a lubricant pump.
The oil pan at least partially covers the upper side of the heater, and functions as a rectifying plate for causing the heated lubricant oil to convection toward the outlet.
Gear mechanism.
풍차 로터를 지지하는, 회전 가능하게 마련된 주축과,
입력축이 상기 주축에 결합된 증속기와,
상기 증속기의 출력축에 결합되는 발전기를 구비하며,
상기 증속기는,
윤활유를 저류하는 탱크 부분을 갖는 하우징과,
상기 하우징의 내부에 마련된 기어와,
상기 기어의 하방을 덮도록 마련되고, 상기 기어 근방에 상기 윤활유를 유지하는 오일 팬과,
상기 탱크 부분에 마련된 히터를 구비하며,
상기 하우징에는, 상기 탱크 부분으로부터 윤활유 펌프로 상기 윤활유를 흡출하는 흡출구가 마련되고,
상기 오일 팬은, 상기 히터의 상방을 적어도 부분적으로 덮고, 상기 윤활유가 상기 흡출구를 향해서 대류하게 하는 정류판으로서 기능하는
풍력 발전 장치.
Spindle provided rotatably supporting the windmill rotor,
An speed reducer having an input shaft coupled to the main shaft,
It is provided with a generator coupled to the output shaft of the speed increaser,
The decelerator,
A housing having a tank portion for storing lubricant,
A gear provided inside the housing,
An oil pan provided to cover the lower side of the gear and holding the lubricating oil near the gear;
It is provided with a heater provided in the tank portion,
The housing is provided with a suction port for sucking the lubricant oil from the tank portion with a lubricant pump.
The oil pan functions as a rectifying plate which at least partially covers the upper side of the heater and allows the lubricant oil to convection toward the suction port.
Wind power generation device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017092725A1 (en) * 2015-11-30 2017-06-08 Aerodyn Engineering Gmbh Air-cooled oil tank, and wind turbine comprising an air-cooled oil tank
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