[发明专利]可再生能源型发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种可再生能源型发电装置，该可再生能源型发电装置经由液压传动装置传输转子的转动能，该液压传动装置是液压泵和液压马达的组合。该可再生能源型发电装置从诸如风、潮流、洋流以及河流的可再生能源产生电力，并且该可再生能源型发电装置例如包含风力涡轮发电机、潮流发电机、洋流发电机、河流发电机等。

为了提高发电效率，期望增加可再生能源型发电装置的尺寸。特别地，修建被安装在海上的风力涡轮发电机与被安装在陆地上的风力涡轮发电机相比是昂贵的，由此期望通过增加风力涡轮发电机的尺寸来提高发电效率从而提高利润率。

背景技术

近年来，从保护环境的角度来讲，使用诸如利用风力的风力涡轮发电机的可再生能源型发电装置以及诸如利用潮汐的潮流发电机的可再生能源型涡轮发电机日益普遍。在可再生能源型发电装置中，风、潮流、洋流或河流的运动能被转换成转子的转动能，并且该转子的转动能由发电机转换成电力。

在该类型的可再生能源型发电装置中，转子的转速与发电机的额定速度相比是小的，并且因此，在常见情况下，必须在转子和发电机之间设置机械变速箱。通过这样，转子的转速借助变速箱被增加到发电机的额定速度并且然后被输入到发电机。

近年来，随着可再生能源型发电装置越来越大以提高发电效率，变速箱倾向于变重且昂贵。因此，装备有采用液压泵和液压马达的组合的液压传动装置的可再生能源型发电装置获得越来越多的关注。通常地，该液压传动装置包含：液压泵，该液压泵借助转子的旋转被驱动；液压马达，该液压马达连接到发电机；以及加压油管道，加压油在该加压油管道中循环。

例如，专利文献1描述了一种通过将由风力驱动的转子的转动能经由液压传动装置传输到发电机的风力涡轮发电机。在该风力涡轮发电机中，为了设计较轻的机舱，将液压马达和发电机布置在塔架的底部处(参见专利文献1的图10)。以类似的方式，在专利文献2中所描述的风力涡轮发电机包含液压马达和被布置在塔架的底部处的发电机。

专利文献3提出了一种液压泵、液压马达和发电机均被布置在机舱中的风力涡轮发电机(参见专利文献3的图7)。在该风力涡轮发电机中，被连接到液压泵的供应管道和返回管道被连接到液压马达。

虽然不用于设有液压传动装置的可再生能源型发电装置，但是在专利文献4和5中公开了一种用于设有机械变速箱的风力涡轮发电机的支架，该支架用以经由该支架由机舱支撑该机械变速箱。

引用列表

专利文献

PTL 1：WO 2010/033035

PTL 2：US 7569943

PTL 3：WO 2007/053036

PTL 4：CN 201982255U

PTL 5：CN 201747854U

发明内容

技术问题

在一些情况下，可再生能源型发电装置的液压泵被附接到随叶片旋转的旋转轴。在该情况下，液压泵被构造成带有：旋转部分，该旋转部分随旋转轴旋转；泵壳体，当该旋转轴旋转时，该泵壳体保持静止；以及泵轴承，该泵轴承被设置在该旋转部分与该泵壳体之间以允许在该旋转部分与该泵壳体之间的相对旋转。对于防止泵壳体随旋转轴旋转的立场，有必要借助机舱支撑泵壳体，使得泵壳体可以经由旋转部分稳固地接收从旋转轴传输的扭矩。

然而，通过将泵壳体以刚性方式固定到机舱以接收扭矩，下列问题出现。

具体地，可再生能源发电装置的旋转轴经受来自可再生能源的能量流的重载荷，从而致使旋转轴弯曲。在风力涡轮发电机的情况下，能量流是风载荷。然而，如果泵壳体被刚性地固定到机舱，旋转轴被泵壳体和机舱约束，致使来自旋转轴的弯曲的载荷被集中在主轴轴承和液压泵的支撑旋转轴的泵轴承上。

特别地，试图增加在近几年中已经制造的转子的尺寸来提高发电效率。相应地，来自可再生能源的能量流的载荷增加，并且减小在主轴轴承和泵轴承上的载荷集中变得日益重要。

然而，在专利文献1至3中，未公开用于由机舱支撑液压泵的特定结构，并且未提出用于由旋转轴的弯曲所引起的载荷集中的问题的解决方案。

鉴于以上问题，发明人受到启发以制造由机舱支撑液压泵的泵支撑结构，诸如以在从旋转轴有效地接收作用在液压泵上的扭矩的同时，允许液压泵在与旋转轴的轴线正交的方向(在下文中，被称为正交方向)上的移位。在该泵支撑结构中，允许液压泵在竖直方向上的移位，并且因此，旋转轴基本上不被液压泵约束，因此，显著减少了由旋转轴的弯曲所引起的集中载荷。该类型的支撑结构类似于如下支架：如在专利文献4和5中所公开的机械变速箱通过机舱经由该支架支撑。