[发明专利]发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用增速机使由外力引起的主轴的旋转增速从而驱动发电机的发电装置。

背景技术

本申请主张于2012年10月3日提出的日本专利申请2012-221160号的优先权，并在此引用其全部内容。

以往，作为通过叶片被风吹动从而使主轴旋转来进行发电的风力发电装置，存在具备增速机的风力发电装置。上述增速机使主轴的旋转增速从而驱动发电机。

如图7所示，这种增速机202具备行星齿轮机构203、高速档齿轮机构204以及输出轴205。上述行星齿轮机构203输入主轴200的旋转从而对其增速。上述高速档齿轮机构204将被上述行星齿轮机构203增速后的旋转作为输入，从而进一步对旋转增速。上述输出轴205输出被上述高速档齿轮机构204增速后的旋转。发电机的驱动轴212与该输出轴205连结，在该驱动轴212，安装有发电机的转子（未图示）。

在行星齿轮机构203中，若与安装有未图示的叶片的主轴200以能够一体旋转的方式连结的输入轴203a旋转，则行星架203b旋转，由此，经由行星齿轮203c使太阳齿轮203d增速旋转。而且，使该旋转传递至高速档齿轮机构204的低速轴204a。在高速档齿轮机构204中，若低速轴204a旋转，则经由低速齿轮204b以及第一中间齿轮204c使中间轴204d增速旋转，并且经由第二中间齿轮204e以及高速齿轮204f使输出轴205增速旋转。在该增速机202中，作为将低速轴204a、中间轴204d以及输出轴205分别以自如旋转的方式支承的轴承，大多使用滚子轴承206～211（例如，参照日本特开2007-232186号公报）。

在现有的风力发电装置中，在支承高速旋转的输出轴205的滚子轴承210、211中，存在在滚子的滚动面、旋转轮的滚道面产生蹭伤（表层产生烧结的现象）从而滚子轴承210、211的寿命降低的问题。这种蹭伤并不局限于风力发电装置，即使在设于利用增速机使主轴的旋转增速从而驱动发电机的其他型式的发电装置的滚子轴承中，可以了解到也同样发生。

针对蹭伤产生的机理，本发明人反复深入研究。其结果是，若主轴的旋转速度由于外力（风力）降低从而急剧降低，则与转子一体旋转的发电机的驱动轴的旋转速度由于重量较大的发电机的转子的惯性而欲超过增速机的输出轴的旋转速度。由此，在输出轴产生所谓的扭矩损失（负载损失），从而作用于支承输出轴的滚子轴承的径向负载由于该扭矩损失而减少。其结果是，在滚子轴承中发现了如下情况：由于滚子和保持滚子的保持架的滑动摩擦阻力等超过滚子和旋转轮的滚动摩擦阻力，所以滚子自转延迟。而且，若主轴的旋转速度由于外力（风力）的增加而从该状态急剧增加，则由增速产生的转子的惯性扭矩施加于输出轴，从而作用于支承该输出轴的滚子轴承的径向负载急剧增加。因此，得到以下见解，即，在该瞬间（过渡状态），在高负载作用于滚子的状态下，由于在滚子与旋转轮之间产生滑动，并且滚子与旋转轮之间的接触面升温，所以产生蹭伤，基于该见解完成了本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种发电装置，该发电装置能够有效地抑制在支承增速机的输出轴的滚子轴承产生蹭伤。

本发明的发电装置的结构上的特征在于，所述发电装置具备：主轴，其通过外力旋转；增速机，其具有对上述主轴的旋转进行增速的旋转传递机构、输出被该旋转传递机构增速后的旋转的输出轴、以及将该输出轴支承为能够旋转的滚子轴承；以及发电机，其具有由于上述输出轴的旋转的输入而旋转的驱动轴、以及与该驱动轴一体旋转的转子，并且伴随着该转子的旋转进行发电，还具备：输入旋转体，其设为能够与上述输出轴一体旋转；输出旋转体，其设为能够与上述驱动轴一体旋转，并且在上述输入旋转体的径向内侧或者径向外侧配置于同心上；离合器，其配置于上述输入旋转体与上述输出旋转体之间，若上述主轴正向旋转，并且该输入旋转体的旋转速度超过该输出旋转体的旋转速度，则将该输入旋转体与该输出旋转体以能够一体旋转的方式连接，若上述输入旋转体的旋转速度低于上述输出旋转体的旋转速度，则切断该输入旋转体与该输出旋转体的连接；以及反转防止装置，若上述主轴向上述正向旋转，则该反转防止装置能够将由该旋转产生的力向上述输入旋转体传递，若上述主轴欲向反方向旋转，则该反转防止装置限制该旋转。

附图说明

图1是表示本发明的风力发电装置的一个实施方式的简要侧视图。

图2是表示风力发电装置中的增速机的滚子轴承的纵向剖视图。

图3是表示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。