[发明专利]发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过增速机对由外力引起的主轴的旋转进行增速来驱动发电机的发电装置。

背景技术

以往，作为风力发电装置，存在利用叶片接受风力而使与该叶片连接的主轴旋转并且为了使该主轴的旋转增速来驱动发电机而使用增速机的发电装置。如图9所示，该增速机202具备行星齿轮机构203、高速级齿轮机构204及输出轴205。上述行星齿轮机构203接受主轴200的旋转而对该主轴200的旋转进行增速。上述高速级齿轮机构204接受由上述行星齿轮机构203增速后的旋转来对该旋转进行进一步的增速。上述输出轴205输出上述高速级齿轮机构204的旋转扭矩。

行星齿轮机构203构成为，如果与主轴200可一体旋转地连结的输入轴203a旋转，则行星架203b旋转，从而太阳齿轮203d经由行星齿轮203c而增速旋转，并将该旋转传递至高速级齿轮机构204的低速轴204a。

高速级齿轮机构204构成为，如果低速轴204a旋转，则经由低速齿轮204b及第一中间齿轮204c使中间轴204d增速旋转，并经由第二中间齿轮204e及高速齿轮204f使输出轴205增速旋转。

作为将增速机202的低速轴204a、中间轴204d及输出轴205分别支承为旋转自如的轴承，多使用滚子轴承206～211（例如参照日本特开2007-232186号公报）。

此外，在上述风力发电装置设置有叶片调整机构，该叶片调整机构在因台风、突发性强风等而使作用于叶片的风力达到一定值以上时使叶片绕其轴心转动来减少叶片的受风面积，由此限制主轴200达到一定转速以上。

在现有的风力发电装置中，存在在对高速旋转的输出轴进行支承的滚子轴承的、滚子的滚动面或旋转座圈的轨道面出现脏污（smearing）（表层烧结引起的现象）、滚子轴承的寿命下降的问题。

此外，在上述叶片调整机构发生故障的情况下，发电机的驱动轴高速旋转（异常旋转），而导致发电机的电刷等滑动部有可能异常磨损或破损。

发明内容

本发明的目的之一在于，提供能够有效抑制在对增速机的输出轴进行支承的滚子轴承上出现脏污、并能防止发电机的驱动轴异常旋转的发电装置。

本申请的发明者对脏污的发生机理不断专研。其结果，如果由风力降低引起主轴的转速急剧下降，则由于重量重的发电机的转子的惯性，发电机的驱动轴的转速会超过输出轴的转速。由此，产生扭矩下降（torque drop）（负载损失），并由于该扭矩下降而造成作用于对输出轴进行支承的滚子轴承的径向负载减小。其结果，滚子轴承的滚子与对其进行保持的保持器的滑动摩擦阻力等，超过滚子与滚轮的滚动摩擦阻力，从而出现滚子自转滞后。并且，在从该状态由风力加强导致主轴的转速急剧增加时，增速的惯性扭矩增大，作用于对输出轴进行支承的滚子轴承的径向负载增加，因此在该瞬间滚子以被施加了高负载的状态在与旋转座圈的接触面上滑动。由此，获得了由于该接触面升温而产生脏污这样的认识，基于这种认识完成了本发明。

本发明的一个实施方式的发电装置在结构上的特征是，具备：主轴，其通过外力而旋转；增速机，其具有接受上述主轴的旋转并对该旋转进行增速的旋转传递机构、和将输出上述旋转传递机构的旋转扭矩的输出轴支承为旋转自如的滚子轴承；以及发电机，其具有接受上述输出轴的旋转而旋转的驱动轴，并伴随着与该驱动轴一体旋转的转子的旋转而发电，

该发电装置的特征在于，具备：输入旋转体，其可一体旋转地设置于上述输出轴；输出旋转体，其可一体旋转地设置于上述驱动轴，在上述输入旋转体的径向内侧或径向外侧同心配置；单向离合器，其配置于上述输入旋转体与输出旋转体之间，在上述输入旋转体的转速超过上述输出旋转体的转速的状态下，将上述输入旋转体与输出旋转体可一体旋转地连接，在上述输入旋转体的转速低于上述输出旋转体的转速的状态下，将上述输入旋转体与输出旋转体的连接切断；以及转速限制器，其在上述输入旋转体与输出旋转体连接的状态下上述输出轴的转速超过规定值时，将上述输入旋转体与输出旋转体的连接切断。

附图说明

通过以下参照附图对本发明的实施方式进行的详细描述，可知本发明的上述以及其它特征及优点，其中，对相同的元素标注相同的附图标记，其中，

图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的风力发电装置的简要侧视图。

图2是表示上述风力发电装置中的增速机的滚子轴承的剖视图。

图3是表示上述风力发电装置中的增速机的输出轴与发电机的驱动轴的连结部分的剖视图。