RU2469228C2 - Система передачи для выработки энергии - Google Patents

Система передачи для выработки энергии Download PDF

Info

Publication number
RU2469228C2
RU2469228C2 RU2010117385/11A RU2010117385A RU2469228C2 RU 2469228 C2 RU2469228 C2 RU 2469228C2 RU 2010117385/11 A RU2010117385/11 A RU 2010117385/11A RU 2010117385 A RU2010117385 A RU 2010117385A RU 2469228 C2 RU2469228 C2 RU 2469228C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transmission
gear
input
axis
torsion
Prior art date
Application number
RU2010117385/11A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010117385A (ru
Inventor
Рэймонд Джон ХИКС
Фрэнк КАНЛИФФ
Original Assignee
Орбитал 2 Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Орбитал 2 Лимитед filed Critical Орбитал 2 Лимитед
Publication of RU2010117385A publication Critical patent/RU2010117385A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2469228C2 publication Critical patent/RU2469228C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/08—General details of gearing of gearings with members having orbital motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F03D15/10—Transmission of mechanical power using gearing not limited to rotary motion, e.g. with oscillating or reciprocating members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/04—Combinations of toothed gearings only
    • F16H37/041—Combinations of toothed gearings only for conveying rotary motion with constant gear ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/025—Support of gearboxes, e.g. torque arms, or attachment to other devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00—Working fluid
    • F05B2210/16—Air or water being indistinctly used as working fluid, i.e. the machine can work equally with air or water without any modification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/40—Transmission of power
    • F05B2260/403—Transmission of power through the shape of the drive components
    • F05B2260/4031—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
    • F05B2260/40311—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing of the epicyclic, planetary or differential type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/46—Systems consisting of a plurality of gear trains each with orbital gears, i.e. systems having three or more central gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H2057/02039—Gearboxes for particular applications
    • F16H2057/02078—Gearboxes for particular applications for wind turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30—Wind power
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19149—Gearing with fluid drive

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)

Abstract

Изобретение предназначено для использования при выработке энергии на турбине с приводом от текучей среды, такой как ветряная турбина. Передача (10) опирается на корпус турбины (5) и включает в себя вход (12), выход (20) и зубчатый механизм (14, 16) между входом и выходом, предназначенный для увеличения скорости вращения на выходе по сравнению со входом. Зубчатый механизм включает в себя множество зубчатых колес для передачи крутящего момента от входа к выходу. Передача включает также в себя статичное водило (44) ступени планетарной передачи (14), которое упруго соединяется с корпусом (50) турбины для получения реактивного крутящего момента единого упругого зубчатого механизма. Передача включает также в себя упругую опору, которая включает в себя протяженный торсионный элемент (60), предназначенный для упругого скручивания вокруг торсионной оси (С). Изобретение направлено на улучшение конструкции передачи турбины. 10 з.п. ф-лы, 12 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к системе передачи, в особенности, но не исключительно, предназначенной для приведения во вращение генератора или тому подобного посредством вращающегося первичного двигателя с приводом от текучей среды, такого как ветряная или приливная турбина.
Общепризнано, что крупные турбины, например ветряные турбины, вырабатывающие электроэнергию для подачи ее в общую энергосистему, требуют наличия больших и тяжелых опорных структур, поскольку они подвергаются воздействию мощных сил, которые действуют во многих направлениях. Обычным ответом в отношении восприятия этих мощных сил является изготовление очень прочного и жесткого несущего кожуха турбины. Поскольку крупные турбины вращаются относительно медленно, они обладают очень высоким крутящим моментом и обычным является увеличение их низкой скорости вращения путем использования повышающей зубчатой передачи как части корпуса турбины для получения более полезной скорости вращения.
Для того чтобы избежать несоосности используемых зубчатых колес, корпус турбины, на который опирается зубчатая передача, необходимо сделать еще более жестким, так чтобы он не деформировался не только под воздействием меняющихся сил турбины, но и под влиянием внутренних крутящих моментов в зубчатой передаче. В промышленности известны понижающие скорость зубчатые передачи, предназначенные для передачи больших крутящих моментов для медленного движения тяжелого оборудования, но такие передачи не решают проблем, упомянутых выше. Авторы изобретения поняли, что улучшение конструкции передачи турбины будет направлено по меньшей мере на проблемы, упомянутые выше.
Настоящее изобретение предлагает передачу, предназначенную для использования при выработке энергии от турбины с приводом от текучей среды, причем передача включает в себя вход и выход и зубчатый механизм между входом и выходом, предназначенные для увеличения скорости вращения на выходе по сравнению со входом, причем зубчатый механизм включает в себя множество зубчатых колес для передачи крутящего момента от входа к выходу, причем передача включает также в себя в общем статичный элемент, находящийся в зацеплении с одним или больше зубчатых колес в указанном механизме между входом и выходом для получения реактивного крутящего момента единого упругого зубчатого механизма.
Предпочтительно передача включает также в себя упругую опору статичного элемента, предназначенную для обеспечения ограниченного упругого вращения указанного элемента вокруг оси статичного элемента.
Более предпочтительно вход может поворачиваться вокруг оси входа, причем ось статичного элемента и ось входа являются по существу соосными.
Еще более предпочтительно упругая опора включает в себя протяженный торсионный элемент, предназначенный для упругого скручивания вокруг торсионной оси.
В одном варианте реализации торсионный элемент имеет два конца и первый рычаг, прикрепленный и прилегающий к одному концу торсионного элемента, причем первый рычаг простирается в общем радиально в сторону от торсионной оси.
Желательно также, чтобы передача включала также в себя первую связь, соединяющую статичный элемент в первом участке, отделенном промежутком от оси элемента, с первым рычагом, и предназначенную для передачи реактивного крутящего момента между статичным элементом и торсионным элементом для выполнения указанного скручивания указанного торсионного элемента.
В варианте реализации предусмотрен второй рычаг, помещенный рядом с другим концом торсионного элемента, и вторая связь обеспечивает соединение статичного элемента на втором участке, отделенном промежутком от оси элемента и противоположном первому участку, со вторым рычагом, также для передачи крутящего момента на торсионный элемент в противоположном направлении к крутящему моменту, переданному первой связью.
Предпочтительно торсионная ось по существу является перпендикулярной оси статичного элемента, но отделена от нее промежутком.
В варианте реализации передача включает в себя крышку, которая прикреплена к элементу и поддерживает по меньшей мере часть веса передачи, но подвергается воздействию небольшого крутящего момента от входа или вообще ему не подвергается.
Необязательно, зубчатый механизм включает в себя по меньшей мере первый планетарный зубчатый механизм, образующий первый путь передачи крутящего момента и имеющий первое зубчатое кольцо, первую планетарную передачу и первое солнечное зубчатое колесо, и в общем статичный элемент включает в себя водило первой планетарной передачи.
Предпочтительно первое зубчатое кольцо соединяется непосредственно со входом для привода первой планетарной передачи и первая планетарная передача приспособлена для привода первого солнечного зубчатого колеса.
Более предпочтительно зубчатый механизм включает в себя второй планетарный зубчатый механизм, образующий второй путь передачи крутящего момента, причем первый и второй пути разделяют крутящий момент от входа, и только первый механизм имеет в общем статичный элемент.
В случае применения второго планетарного зубчатого механизма он может иметь второе зубчатое кольцо, вторую планетарную передачу и второе солнечное зубчатое колесо, первое солнечное зубчатое колесо осуществляет привод второго зубчатого кольца в процессе применения и второе солнечное зубчатое колесо с приводом от входа в процессе применения.
Предпочтительно первый планетарный зубчатый механизм приспособлен для передачи приблизительно двух третей мощности, поступившей на вход, а второй планетарный зубчатый механизм приспособлен для комбинирования двух третей мощности от первого механизма с оставшейся третью подводимой мощности.
Изобретение распространяется на опору для турбины с приводом от текучей среды, причем опора включает в себя корпус турбины, образующий вращающуюся опору для турбины, и зубчатую передачу для передачи крутящего момента от турбины к генератору, и упруго подвижный элемент, установленный на корпусе турбины и взаимодействующий с зубчатой передачей для упругого реагирования на крутящий момент в зубчатой передаче.
Изобретение распространяется также на узел из опоры для турбины с приводом от текучей среды и передачи, который включает в себя корпус турбины и передачу, предназначенную для использования при генерировании энергии от турбины с приводом от текучей среды, причем передача включает в себя вход и выход и конструкцию зубчатого механизма между входом и выходом, предназначенную для увеличения скорости вращения на выходе по сравнению со входом, причем конструкция зубчатого механизма включает в себя в общем статичный элемент, соединенный с корпусом турбины механизмом и по существу ограниченный указанным механизмом в одной из степеней свободы только относительно корпуса турбины.
Предпочтительно указанное ограничение является упругим и указанная одна степень свободы является вращением.
Более предпочтительно, чтобы указанное вращение было вращением вокруг оси, соосной с осью входа.
Обычно статичным элементом является планетарное водило планетарного зубчатого механизма.
Изобретние распространяется на любые элементы новизны, описанные здесь, и любую новую комбинацию признаков, описанную здесь, вне зависимости от того, описаны или нет эти признаки в этой комбинации.
Изобретение может быть применено на практике различными путями. Два служащих иллюстрацией варианта реализации изобретения описаны ниже в качестве примера, со ссылкой на чертежи, на которых:
на Фиг.1 показано упрощенное схематическое представление передачи, установленной на корпусе ветряной турбины;
на Фиг.2 показана в разрезе передача, спроектированная согласно схематическому представлению на Фиг.1;
на Фиг.3 показано наглядное представление части передачи, показанной на Фиг.2, вместе с опорой;
на Фиг.4а и 4b показаны два различных наглядных представления частей, показанных на Фиг.2 и 3, в качестве части блока корпуса турбины;
на Фиг.5 показаны потоки мощности передачи, показанной на Фиг.2.
На Фиг.6-10 показана вторая версия передачи ветряной турбины, сходная с передачей, показанной на Фиг.1-5, соответственно.
На Фиг.1 показана передача 10, которая обеспечивает повышение вращательного привода от ветряной турбины 5 до выхода 20. Обычно будет требоваться повышающее передаточное отношение 1:15 при возможности более высоких и более низких отношений. Передача 10 имеет входной вал 12, который приводит во вращение два планетарных зубчатых механизма 14 и 16, которые разделяют мощность от входа на два потока А и В. Турбина 5 и передача 10 поддерживаются корпусом турбины 50.
В потоке А мощность подается на зубчатое кольцо 24 механизма 14. Кольцо 24 осуществляет привод звездочки, т.е. группы планетарных передач, центры вращения которых зафиксированы, в общем, статичным элементом в форме планетарного водила 44. Вращающиеся планетарные зубчатые передачи 34 осуществляют, в свою очередь, привод солнечного зубчатого колеса 54.
В потоке В мощность от входа подается на планетарное водило 46. Мощность от механизма 14 подается также на зубчатое кольцо 26 механизма 16. Таким образом, оба потока мощности А и В комбинируются для привода солнечного зубчатого колеса 56. В свою очередь, солнечное зубчатое колесо 56 осуществляет привод выхода 20 через дополнительную пару ведущих шестерен 18.
Передача имеет подшипники 45, 47, 48, 51 и 52, которые поддерживают вес передачи 10 и обеспечивают относительное выравнивание зубчатых колес в передаче 10. Передача 10 имеет крышку 22, которая не подвержена скручивающим нагрузкам. Передача 10 размещается таким образом, что реактивный крутящий момент, предназначенный для остановки вращения всей передачи, требуется только на водило 44. Эта реакция является упругой, так что вся передача может скручиваться относительно корпуса турбины 50, и любое внезапное увеличение крутящего момента может быть сглажено скручиванием водила 44.
Опора водила 44 обеспечивается торсионным элементом, которым в этом случае является труба 60, установленная на держателе турбины 50, и может скручиваться вокруг оси С и, таким образом, позволять водилу 44 скручиваться вокруг оси вращения D в то время, когда водило 44 вынуждает соединительную тягу 62 и торсионный рычаг 64 скручивать торсионный элемент 60.
На Фиг.2 показан более подробный вид передачи 10, показанной на Фиг.1. Одинаковыми ссылочными позициями на Фиг.1 и 2 обозначены одинаковые детали. Следует отметить, что водило 44 установлено непосредственно на крышке 22, однако крышка не подвергается заметному скручиванию, несмотря на то, что она несет на себе вес передачи 10.
На Фиг.3 показано водило 44, показанное на Фиг.2, без других деталей передачи, вместе с торсионной трубой 60, торсионными рычагами 64 и соединительными тягами 62. В процессе использования водило может поворачиваться в ограниченных пределах вокруг оси D. Кроме того, некоторое совместимое движение возможно в линейных направлениях X, Y и Z. Торсионная труба 60 принудительно скручивается вокруг своей оси С крутящими силами, приложенными к водилу 44 и переданными на торсионную трубу посредством соединительных тяг 62 и торсионных рычагов 64.
На Фиг.4а показан корпус турбины 50 в сборе с торсионной трубой 60, и передача 10 соединяется с торсионной трубой 60 посредством соединительных тяг 62 и торсионных рычагов 64. Торсионная труба 60 установлена на корпусе турбины 50 таким образом, что она может вращаться вокруг своей оси С. При использовании крутящий момент на водило 44 порождает направленные вверх усилия на одной соединительной тяге и направленные вниз усилия на другой. Эти усилия соединительных тяг вызывают скручивание трубы 60. На практике это скручивание является реакцией на скручивание, приложенное к водилу 44 в передаче 10, так что возможно только ограниченное упругое вращение водила.
На Фиг.5 показан дальнейший вид передачи 10, иллюстрирующий долю в процентах мощности, проходящей по потокам А и В. В этом случае в результате размещения зубчатых колес и подбора количества зубцов на колесах приблизительно две трети (65%) мощности проходит по потоку А и приблизительно одна треть (35%) мощности проходит по потоку В. Потоки А и В объединяются на выходе.
Фиг.6-10 соответствуют Фиг.1-5, и одинаковые детали обозначены одинаковыми числовыми позициями с дополнительным префиксом «1», например входной вал турбины обозначен как вал 12 на Фиг.1-5 и как вал 112 на Фиг.6-10.
Можно сделать ссылки на соответствующие Фиг.1-5 для получения описания работы передачи, показанной на Фиг.6-10, хотя ниже описаны различия между передачами 10 и 110.
В передаче 10, описанной выше, планетарный зубчатый механизм 16, который содержит звездочный механизм 34 и водило 44, располагается дальше от входа 12, чем зубчатый механизм 14. В отличие от этого в передаче 110 зубчатые механизмы 114 и 116, которые соответствуют зубчатым механизмам 14 и 16, перевернуты таким образом, что зубчатый механизм 116 теперь ближе ко входу 112, чем зубчатый механизм 114. Принципы работы передачи 110 во всем остальном такие же, как у передачи 10, за исключением того, что водило находится дальше от входа. Следует отметить, что крышка 122 поворачивается, поскольку образует часть зубчатого механизма. Крышка 122 просто передает крутящий момент и несет на себе вес, но не подвергается воздействию внешних сил. Такое же разделение мощности обеспечивается между потоками А и В, и это выражается в количественной форме и проиллюстрировано на Фиг.10. На Фиг.9а и 9b показан корпус турбины 150 так, что детали корпуса видны на чертеже, хотя на практике корпус 150 будет не прозрачной металлической отливкой.
Передачи, проиллюстрированные и описанные выше, обладают тем преимуществом, что кожух зубчатой передачи 22/122 и, соответственно, зубчатые колеса в зубчатой передаче в общем механически изолированы от окружающей структуры, в данном случае корпуса ветряной турбины 50/150, и, таким образом, любое прогибание корпуса турбины не преобразуется в несовмещение зубчатых колес или напряжение зубчатых колес. Это продлевает срок службы зубчатых колес и повышает эффективность.
Передачи 10/110 размещаются таким образом, что, кроме того, они поддерживаются таким образом, что зубчатые колеса передачи остаются в контакте друг с другом и так, что поддерживается их вес, только один статичный элемент 44/144 зубчатого механизма ограничивается в одной из степеней свободы относительно корпуса турбины 50/150. Этой степенью свободы является вращение, в данном случае вокруг оси входа. Ограничение в этом случае является упругим, так что прилагается упругая свобода вращения, допускающая ограниченное вращение с принудительным возвращением назад в исходное первоначальное вращение. Движение статичного элемента 44/144 в любом другом смысле относительно корпуса турбины 50/150 не ограничивается упругим ограничителем вращения, т.е. детали 62/162, 64/164 или 60/160 не создают ограничений в трех линейных степенях свободы, и отсутствуют ограничения в двух степенях свободы вращения. В результате, передача 10/110 не имеет внешних напряжений, прилагаемых к ней в процессе работы, за исключением реакции на воздействие с целью поворота статичного элемента 44/144. Это, в свою очередь, дает передачу, для которой не требуется обладающий большой жесткостью кожух и которая подвергается меньшим рабочим напряжениям. Выход 20/120 может быть соединен с генератором или тому подобным гибкой муфтой, так что передача 10/110 не подвергается напряжениям при легком движении передачи при вращении.
Хотя здесь были описаны и проиллюстрированы только два варианта реализации изобретения, очевидна возможность различных модификаций, альтернатив, адаптаций и т.п.в пределах изобретения, описанного здесь. Описан один пример торсионной трубы 60/160 и соединительных тяг 62/162, но возможно использование других противостоящих скручиванию элементов, например, для скручивания торсионной трубы может использоваться одна соединительная тяга, когда один конец трубы прикреплен к корпусу турбины, или для сопротивления вращению может быть использован один простой кронштейн, или эластомерный элемент, реагирующий на крутящий момент, может быть присоединен между статичным элементом передачи 10/110 и корпусом турбины 50/150.

Claims (11)

1. Передача, предназначенная для использования при выработке энергии от турбины с приводом от текучей среды, причем передача включает в себя вход и выход, и зубчатый механизм между входом и выходом, предназначенный для увеличения скорости вращения на выходе по сравнению со входом, причем зубчатый механизм включает в себя множество зубчатых колес для передачи крутящего момента от входа к выходу, а передача включает также в себя в общем статичный элемент, находящийся в зацеплении с одним или более зубчатым колесом указанного зубчатого механизма между входом и выходом для получения реактивного крутящего момента единого упругого зубчатого механизма, причем передача включает также в себя упругую опору для статичного элемента, предназначенную для обеспечения ограниченного упругого вращения указанного статичного элемента вокруг оси статичного элемента, отличающаяся тем, что упругая опора включает в себя протяженный торсионный элемент, предназначенный для упругого скручивания вокруг торсионной оси.
2. Передача по п.1, в которой вход может поворачиваться вокруг оси входа, причем ось статичного элемента и ось входа являются, по существу, соосными.
3. Передача по п.1 или 2, в которой торсионный элемент имеет два конца и первый рычаг, прикрепленный и прилегающий к одному концу торсионного элемента, причем первый рычаг простирается в общем радиально в сторону от торсионной оси и причем передача включает также в себя первую связь, соединяющую статичный элемент в первом участке, отделенном промежутком от оси элемента, с первым рычагом, и предназначенную для передачи реактивного крутящего момента между статичным элементом и торсионным элементом для выполнения указанного скручивания указанного торсионного элемента.
4. Передача по п.3, в которой предусмотрен второй рычаг, помещенный рядом с другим концом торсионного элемента, и вторая связь обеспечивает соединение статичного элемента на втором участке, отделенном промежутком от оси элемента и противоположном первому участку, со вторым рычагом также для передачи крутящего момента на торсионный элемент в противоположном направлении к крутящему моменту, переданному первой связью.
5. Передача по п.3, в которой торсионная ось, по существу, является перпендикулярной оси статичного элемента, но отделена от нее промежутком.
6. Передача по п.1, в которой передача включает в себя крышку, которая прикреплена к статичному элементу и поддерживает по меньшей мере часть веса передачи.
7. Передача по. п.1, в которой зубчатый механизм включает в себя по меньшей мере первый планетарный зубчатый механизм, образующий первый путь передачи крутящего момента и имеющий первое зубчатое кольцо, первую планетарную передачу и первое солнечное зубчатое колесо, и в общем статичный элемент включает в себя водило первой планетарной передачи.
8. Передача по п.7, в которой первое зубчатое кольцо соединяется непосредственно со входом для привода первой планетарной передачи, и первая планетарная передача приспособлена для привода первого солнечного зубчатого колеса.
9. Передача по п.7, в которой зубчатый механизм включает в себя второй планетарный зубчатый механизм, комбинирующий мощность от первого пути передачи крутящего момента и от второго пути передачи крутящего момента, причем первый и второй пути разделяют крутящий момент от входа, и только первый зубчатый механизм имеет в общем статичный элемент.
10. Передача по п.9, в которой второй планетарный зубчатый механизм имеет второе зубчатое кольцо, вторую планетарную передачу и второе солнечное зубчатое колесо, первое солнечное зубчатое колесо осуществляет привод второго зубчатого кольца в процессе применения и второе солнечное зубчатое колесо с приводом от входа в процессе применения.
11. Передача по п.9 или 10, в которой первый планетарный зубчатый механизм приспособлен для передачи приблизительно двух третей мощности, поступившей на вход, а второй планетарный зубчатый механизм приспособлен для комбинирования двух третей мощности от первого зубчатого механизма с оставшейся третью подводимой мощности.
RU2010117385/11A 2007-10-01 2008-10-01 Система передачи для выработки энергии RU2469228C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0719119.0 2007-10-01
GBGB0719119.0A GB0719119D0 (en) 2007-10-01 2007-10-01 A transmission system for power generation
PCT/GB2008/003358 WO2009044159A1 (en) 2007-10-01 2008-10-01 A transmission system for power generation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010117385A RU2010117385A (ru) 2011-11-10
RU2469228C2 true RU2469228C2 (ru) 2012-12-10

Family

ID=38701959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010117385/11A RU2469228C2 (ru) 2007-10-01 2008-10-01 Система передачи для выработки энергии

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20100296933A1 (ru)
EP (1) EP2247873B1 (ru)
JP (1) JP2010540870A (ru)
KR (1) KR20100057698A (ru)
CN (1) CN101855475B (ru)
AT (1) ATE536502T1 (ru)
CA (1) CA2701637A1 (ru)
DK (1) DK2247873T3 (ru)
ES (1) ES2378813T3 (ru)
GB (1) GB0719119D0 (ru)
RU (1) RU2469228C2 (ru)
WO (1) WO2009044159A1 (ru)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8556591B2 (en) * 2010-04-21 2013-10-15 General Electric Company Systems and methods for assembling a rotor lock assembly for use in a wind turbine
US7944079B1 (en) * 2010-04-21 2011-05-17 General Electric Company Systems and methods for assembling a gearbox handling assembly for use in a wind turbine
ES2503736T3 (es) * 2010-05-06 2014-10-07 Moventas Gears Oy Un dispositivo electromecánico
US20110140441A1 (en) * 2010-08-11 2011-06-16 General Electric Company Gearbox support system
KR101047919B1 (ko) * 2010-11-22 2011-07-08 김시준 휴대용 수력 발전기
US8968133B2 (en) 2011-05-26 2015-03-03 Miva Engineering Ltd. Dynamic ratio speed increaser for windmills and similar applications
US8500400B2 (en) 2011-09-20 2013-08-06 General Electric Company Component handling system for use in wind turbines and methods of positioning a drive train component
KR101489933B1 (ko) * 2013-08-12 2015-02-04 주식회사 하이코어 입력 합성 기어 시스템
DK178869B1 (en) * 2015-09-16 2017-04-10 Envision Energy Denmark Aps Wind turbine with a gear unit and an installation method and an upgrading method thereof
WO2018024761A1 (de) * 2016-08-04 2018-02-08 Siemens Aktiengesellschaft Windkraftgetriebe
CN106864251B (zh) * 2017-02-14 2019-05-24 北京理工大学 轮毂电机驱动装置
CN110094308B (zh) * 2019-05-06 2020-11-06 国电联合动力技术有限公司 一种低风速风电机组自适应齿轮箱弹性支撑选型方法
CN110594077B (zh) * 2019-10-24 2024-07-23 苏州大学 一种复摆升频式波浪能收集装置
DE102022204901B3 (de) * 2022-05-17 2023-09-07 Zf Friedrichshafen Ag Platzsparende Gehäuselagerung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU386185A1 (ru) * 1970-05-30 1973-06-14 Устройство для устранения влияния веса коронных
DE2937845A1 (de) * 1978-11-21 1980-05-29 Und Eisengiesserei Dessau Veb Mehrstufiges planetengetriebe
DD249316A1 (de) * 1986-05-23 1987-09-02 Maschf & Eisengiesserei Veb Lastausgleich fuer mehrstufige planetengetriebe

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3231016A1 (de) * 1982-08-20 1984-02-23 Thyssen Industrie Ag, 4300 Essen Umlaufraedergetriebe mit umlaufschmierung
JPS60130112U (ja) * 1984-02-10 1985-08-31 トヨタ自動車株式会社 ト−シヨンバ−式スタビライザ
GB9012925D0 (en) * 1990-06-09 1990-08-01 Hicks Transmissions Ltd R J Improvements relating to epicyclic gear trains
JPH0742797A (ja) * 1993-08-05 1995-02-10 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 遊星歯車装置の防振構造
JP3238260B2 (ja) * 1993-10-26 2001-12-10 三菱重工業株式会社 風力発電装置
JPH0828430A (ja) * 1994-07-22 1996-01-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力発電装置
DE19916454A1 (de) * 1999-04-12 2000-10-19 Flender A F & Co Getriebe für eine Windkraftanlage
JP2004353525A (ja) * 2003-05-28 2004-12-16 Nsk Ltd 風力発電用動力伝達装置
GB0326951D0 (en) * 2003-11-20 2003-12-24 Hansen Transmissions Int Gear transmission unit wit planetary gears
DE10357292B4 (de) * 2003-12-05 2006-02-02 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Verfahren für die Steuerung eines Antriebsstrangs für eine Strömungskraftmaschine mit Drehzahlführung, Kraftstoßreduktion und Kurzzeitenergiespeicherung
DE10361443B4 (de) * 2003-12-23 2005-11-10 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Regelung für eine Windkraftanlage mit hydrodynamischem Getriebe
BE1016856A5 (nl) * 2005-11-21 2007-08-07 Hansen Transmissions Int Een tandwielkast voor een windturbine.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU386185A1 (ru) * 1970-05-30 1973-06-14 Устройство для устранения влияния веса коронных
DE2937845A1 (de) * 1978-11-21 1980-05-29 Und Eisengiesserei Dessau Veb Mehrstufiges planetengetriebe
DD249316A1 (de) * 1986-05-23 1987-09-02 Maschf & Eisengiesserei Veb Lastausgleich fuer mehrstufige planetengetriebe

Also Published As

Publication number Publication date
CA2701637A1 (en) 2009-04-09
CN101855475A (zh) 2010-10-06
CN101855475B (zh) 2013-03-06
KR20100057698A (ko) 2010-05-31
US20100296933A1 (en) 2010-11-25
ATE536502T1 (de) 2011-12-15
WO2009044159A1 (en) 2009-04-09
GB0719119D0 (en) 2007-11-07
DK2247873T3 (da) 2012-03-26
EP2247873B1 (en) 2011-12-07
EP2247873A1 (en) 2010-11-10
RU2010117385A (ru) 2011-11-10
JP2010540870A (ja) 2010-12-24
ES2378813T3 (es) 2012-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2469228C2 (ru) Система передачи для выработки энергии
US8096917B2 (en) Planetary gearbox having multiple sun pinions
MX2008014894A (es) Sistema de engranes para turbina eolica.
JP4694078B2 (ja) 風力発電設備用の歯車伝動装置
WO2010021246A1 (ja) 歯車伝動装置とそれを利用する太陽光発電装置
CN102177340A (zh) 用于风力涡轮机的传动系
WO2006053940A1 (en) Arrangement in a planetary gearing
JP2009500562A (ja) ブレードピッチ制御機構
EP0232421A4 (de) Schraubenvorrichtung.
CN108317238A (zh) 具有辅助油系统的行星齿轮系统布置
WO2011125969A1 (ja) 増速機とそれを備えた発電装置
US8450865B2 (en) Wind turbine device
TR201703115A2 (tr) Akişkan maddeleri̇n kariştirilmasinda kullanilan modüler özelli̇ğe sahi̇p dalgiç kariştirici
US7344467B2 (en) Self-regulating continuously variable transmission
EP4112917A1 (en) Wave energy recovery apparatus with power-take-off arrangement
KR100883333B1 (ko) 회전반전구동기구
JP2013137012A (ja) 水力発電用増速装置
JP2021019500A (ja) 動力伝達装置
KR101012695B1 (ko) 유체기계용 반전회전장치
US20120264556A1 (en) Translating Gear Set with Linkages
EP1673557B1 (en) Lightweight gearing
RU2478854C2 (ru) Способ работы электропривода с планетарным редуктором
JP2023552501A (ja) 縦列多軸ステッププーリーによる増圧動力変換装置
JP5522029B2 (ja) 無段変速装置
WO2019050408A1 (en) WIND TURBINE WITH VERTICAL AXIS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131002