JP5620009B2 - Renewable energy generator - Google Patents
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Description
本発明は、再生可能エネルギーから電力を生成する再生エネルギー型発電装置に関する。ここで、再生エネルギー型発電装置は、風、潮流、海流、河流等の再生可能なエネルギーを利用した発電装置であり、例えば、風力発電装置、潮流発電装置、海流発電装置、河流発電装置等を挙げることができる。 The present invention relates to a renewable energy power generation device that generates electric power from renewable energy. Here, the renewable energy type power generation device is a power generation device using renewable energy such as wind, tidal current, ocean current, river flow, etc., for example, wind power generation device, tidal current power generation device, ocean current power generation device, river current power generation device, etc. Can be mentioned.
近年、地球環境の保全の観点から、風力を利用した風力発電装置や、潮流、海流又は河流を利用した発電装置を含む再生エネルギー型発電装置の普及が進んでいる。再生エネルギー型発電装置では、風、潮流、海流又は河流の運動エネルギーをロータの回転エネルギーに変換し、さらにロータの回転エネルギーを発電機によって電力に変換する。 In recent years, from the viewpoint of conservation of the global environment, wind power generators using wind power and renewable energy power generators including power generators using tidal currents, ocean currents, or river currents have been widely used. In the regenerative energy type power generation device, the kinetic energy of wind, tidal current, ocean current or river current is converted into the rotational energy of the rotor, and the rotational energy of the rotor is converted into electric power by the generator.
このような再生エネルギー型発電装置は、タワーの上端に回動自在に支持されるナセルを有する。ナセル内には、例えばブレードおよびハブとともに回転する回転シャフト、回転シャフトの回転を発電機に伝達する動力伝達機構などの機器が配置される。
例えば、特許文献1〜7には、複数のユニットにより構成されるナセル構造が開示されている。また、特許文献5〜7には、ヨーベアリングを介してタワーに取り付けられるナセル台板と、ナセル内に収容される機器を囲むように設けられるフレームとを有するナセル構造も開示されている。Such a renewable energy type power generator has a nacelle that is rotatably supported at the upper end of the tower. In the nacelle, for example, a rotating shaft that rotates together with the blade and the hub, and a device such as a power transmission mechanism that transmits the rotation of the rotating shaft to the generator are arranged.
For example,
ところで、再生エネルギー型発電装置のナセルには、ナセル内に収容される機器の自重を支持するのみでなく、再生エネルギー源から回転シャフトに伝わる各種成分の荷重に耐え得る剛性が必要とされる。特に、近年、再生エネルギー型発電装置の大型化が進められており、回転シャフトからナセルに伝わる荷重は増加する傾向にあるため、ナセルの剛性向上が望まれている。一方、ナセルの重量を軽減することは、ナセルの製造コストが低減されるだけでなく、タワーの設計が容易になり、再生エネルギー型発電装置全体としての製造コストの削減につながる。
よって、ナセルの剛性確保と軽量化との両立が求められる。By the way, the nacelle of the regenerative energy type power generation apparatus is required not only to support the own weight of the equipment accommodated in the nacelle but also to be rigid enough to withstand loads of various components transmitted from the regenerative energy source to the rotating shaft. In particular, in recent years, the size of the renewable energy type power generation device has been increased, and the load transmitted from the rotating shaft to the nacelle tends to increase. Therefore, it is desired to improve the rigidity of the nacelle. On the other hand, reducing the weight of the nacelle not only reduces the manufacturing cost of the nacelle, but also facilitates the design of the tower, leading to a reduction in the manufacturing cost of the entire regenerative energy power generator.
Therefore, it is required to ensure the rigidity of the nacelle and reduce the weight.
この点、特許文献1〜7に記載の風力発電装置では、ナセルの剛性確保と軽量化を両立するための対策が十分であるとは言えない。
例えば、特許文献7に記載の風力発電装置では、回転シャフトおよびギヤボックス(増速機)を、タワーに直接支持されるナセル台板に設置した構成が開示されている。ところが、この風力発電装置は動力伝達機構としてギヤボックスを用いており、回転シャフトの荷重がギヤボックスを介して発電機に伝わってしまうので、ナセルのうち発電機を支持するためのエリアにも高剛性が要求される。そのため、ナセル全体としての重量を軽減しようにも限界がある。In this regard, the wind power generators described in
For example, in the wind power generator described in Patent Document 7, a configuration in which a rotating shaft and a gear box (speed increaser) are installed on a nacelle base plate directly supported by a tower is disclosed. However, this wind power generator uses a gear box as a power transmission mechanism, and the load of the rotating shaft is transmitted to the generator through the gear box, so that the area of the nacelle for supporting the generator is also high. Rigidity is required. For this reason, there is a limit to reducing the weight of the entire nacelle.
本発明の少なくとも一実施形態の目的は、再生エネルギー源から回転シャフトに伝わる各種成分の荷重に耐え得る剛性を維持しながらナセルの軽量化を可能とした再生エネルギー型発電装置を提供することを目的とする。 An object of at least one embodiment of the present invention is to provide a regenerative energy type power generator that can reduce the weight of a nacelle while maintaining rigidity capable of withstanding the loads of various components transmitted from a regenerative energy source to a rotating shaft. And
本発明の一実施形態に係る再生エネルギー型発電装置は、再生エネルギーを利用して発電を行う再生エネルギー型発電装置であって、タワーと、少なくとも一本のブレードと、前記少なくとも一枚のブレードが取り付けられたハブと、前記ハブに連結される回転シャフトと、前記タワーに取り付けられたナセル台板、および、前記ナセル台板とは別体で形成され該ナセル台板に支持される共通台板を含むナセルと、前記回転シャフトを回転自在に前記ナセル台板に支持する主軸受と、前記回転シャフトに取り付けられ、該回転シャフトの回転によって圧油を生成する油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの前記圧油によって駆動される油圧モータと、前記油圧モータによって駆動される発電機とを備え、前記共通台板に前記油圧モータおよび前記発電機が載置される。 A renewable energy type power generation device according to an embodiment of the present invention is a renewable energy type power generation device that generates power using renewable energy, and includes a tower, at least one blade, and the at least one blade. An attached hub, a rotating shaft connected to the hub, a nacelle base plate attached to the tower, and a common base plate formed separately from the nacelle base plate and supported by the nacelle base plate Including a nacelle, a main bearing that rotatably supports the rotating shaft on the nacelle base plate, a hydraulic pump that is attached to the rotating shaft and generates pressure oil by rotation of the rotating shaft, and from the hydraulic pump A hydraulic motor driven by the pressure oil; and a generator driven by the hydraulic motor, and the common base plate includes the hydraulic motor and a front Generator is placed.
上記再生エネルギー型発電装置では、主軸受を介して回転シャフトが支持されるナセル台板とは別体として、油圧モータおよび発電機が設置される共通台板を設けたので、ナセル全体としての重量軽減が可能となる。すなわち、油圧モータ側の軸系(油圧モータの出力軸)が、回転シャフトを含む油圧ポンプ側の軸系から分離されているので、再生エネルギー源から回転シャフトへ伝わる各種成分の荷重は主軸受及びナセル台板を介してタワーに伝わり、油圧モータ側の軸系には伝わらない。そのため、共通台板及び共通台板をナセル台板に支持する構造部分の軽量化が可能となり、再生エネルギー源から回転シャフトへ伝わる各種成分の荷重に耐え得る剛性を損なうことなくナセル全体としての重量軽減が図れる。
また、油圧モータおよび発電機の両方を同一の板(共通台板)に載置すると、油圧モータの出力軸の回転方向とは反対方向のモーメントが油圧モータから共通台板に作用するとともに、出力軸の回転方向と同一方向のモーメントが発電機から共通台板に作用する。油圧モータおよび発電機のそれぞれから共通台板に作用する反対方向のモーメントは互いに打ち消し合うので、共通台板及び共通台板をナセル台板に支持する構造部分に作用する荷重は主として油圧モータおよび発電機の自重のみとなる。これにより、共通台板及び共通台板をナセル台板に支持する構造部分の軽量化が可能となり、ナセル全体としてのより一層の重量軽減が可能となる。In the above regenerative energy type power generation device, since the common base plate on which the hydraulic motor and the generator are installed is provided separately from the nacelle base plate on which the rotating shaft is supported via the main bearing, the weight of the entire nacelle Mitigation is possible. That is, since the shaft system on the hydraulic motor side (the output shaft of the hydraulic motor) is separated from the shaft system on the hydraulic pump side including the rotating shaft, the loads of various components transmitted from the regenerative energy source to the rotating shaft are the main bearing and It is transmitted to the tower via the nacelle base plate and not transmitted to the shaft system on the hydraulic motor side. Therefore, it is possible to reduce the weight of the common base plate and the structural part that supports the common base plate to the nacelle base plate, and the weight of the entire nacelle without impairing the rigidity that can withstand the loads of various components transmitted from the regenerative energy source to the rotating shaft. Reduction can be achieved.
When both the hydraulic motor and generator are mounted on the same plate (common base plate), a moment in the direction opposite to the rotation direction of the output shaft of the hydraulic motor acts on the common base plate from the hydraulic motor, and the output A moment in the same direction as the rotational direction of the shaft acts on the common base plate from the generator. Since the opposite moments acting on the common base plate from each of the hydraulic motor and the generator cancel each other, the load acting on the common base plate and the structural part supporting the common base plate on the nacelle base plate is mainly used for the hydraulic motor and the power generator. Only the weight of the machine. This makes it possible to reduce the weight of the common base plate and the structural portion that supports the common base plate on the nacelle base plate, and further reduce the weight of the nacelle as a whole.
幾つかの実施形態において、再生エネルギー型発電装置は、前記ナセル台板から側方に延出するように取り付けられたヨーデッキと、前記タワーと前記ナセル台板との間に介装されるヨーベアリングと、前記ヨーデッキ上に配置され、前記タワーに対して前記ナセル台板をヨー方向に回動させるヨー駆動機構とをさらに備え、前記共通台板は、前記ヨーデッキよりも高所に配置され、前記ヨー駆動機構が設置される第1階層と、前記第1階層の上方に位置し、少なくとも前記油圧モータおよび前記発電機が設置される第2階層とが、それぞれ、前記ヨーデッキおよび前記共通台板によって形成されていてもよい。
一般に、ヨー駆動機構はヨーベアリングの近傍に配置される。一方、油圧モータは配管によって油圧ポンプと接続されるので、油圧モータおよび発電機の配置の自由度は比較的高い。そこで、油圧モータおよび発電機が載置される共通台板を、ヨー駆動機構が配置されるヨーデッキより高所に配置することで、ナセル内のスペースを有効利用することができる。In some embodiments, the regenerative energy type power generating device includes a yaw deck attached to extend laterally from the nacelle base plate, and a yaw bearing interposed between the tower and the nacelle base plate. And a yaw drive mechanism that is disposed on the yaw deck and rotates the nacelle base plate in the yaw direction with respect to the tower, and the common base plate is disposed at a higher position than the yaw deck, A first level on which the yaw drive mechanism is installed and a second level on which at least the hydraulic motor and the generator are installed are located above the first level by the yaw deck and the common base plate, respectively. It may be formed.
Generally, the yaw drive mechanism is disposed in the vicinity of the yaw bearing. On the other hand, since the hydraulic motor is connected to the hydraulic pump by piping, the degree of freedom of arrangement of the hydraulic motor and the generator is relatively high. Therefore, by arranging the common base plate on which the hydraulic motor and the generator are placed at a higher position than the yaw deck on which the yaw drive mechanism is arranged, the space in the nacelle can be used effectively.
幾つかの実施形態において、前記ナセルは、前記第1階層と前記第2階層とを含む多階層構造であって、前記ナセル台板に取り付けられたナセルフレームをさらに含んでいてもよい。
このように、ナセルを多階層構造とすることでナセル内のスペースを有効利用することができるとともに、ナセルフレームをナセル台板に取り付けることで、多階層構造を容易に実現可能となる。In some embodiments, the nacelle may have a multi-layer structure including the first layer and the second layer, and may further include a nacelle frame attached to the nacelle base plate.
As described above, the nacelle has a multi-hierarchy structure, so that the space in the nacelle can be used effectively, and the multi-hierarchy structure can be easily realized by attaching the nacelle frame to the nacelle base plate.
幾つかの実施形態において、前記ナセル台板は、水平方向に延在する水平板部と、前記水平板部上に設けられた壁部と、前記回転シャフトの軸方向に直交する方向に沿って、前記回転シャフトを挟んで対向する前記壁部の一対の内壁面間に延在するリブとを含み、前記リブには、前記水平板部、前記壁部および前記リブで囲まれたメンテナンス用空間にアクセスするための開口が設けられていてもよい。
このように、ナセル台板の内部にメンテナンス用空間を形成することによって、メンテナンス用空間にアクセスするための開口から作業者がメンテナンス用空間に入って、ナセル台板下方に位置するヨーベアリングやナセル台板上部に取り付けられる主軸受等の機器のメンテナンスを容易に行えるようになる。In some embodiments, the nacelle base plate extends along a direction orthogonal to the axial direction of the rotating shaft, a horizontal plate portion extending in the horizontal direction, a wall portion provided on the horizontal plate portion, and the rotating shaft. And a rib extending between a pair of inner wall surfaces of the wall portion opposed to each other with the rotating shaft interposed therebetween, wherein the rib is surrounded by the horizontal plate portion, the wall portion, and the rib. An opening may be provided for accessing the device.
Thus, by forming the maintenance space inside the nacelle base plate, the operator enters the maintenance space from the opening for accessing the maintenance space, and the yaw bearing or nacelle located below the nacelle base plate Maintenance of equipment such as a main bearing attached to the upper part of the base plate can be easily performed.
幾つかの実施形態において、前記ナセルは、前記ナセル台板に取り付けられ前記回転シャフトの側方に該回転シャフトのメンテナンス用の空間を形成する側方ナセルフレームをさらに含んでいてもよい。
このように、側方ナセルフレームによって回転シャフトの側方にメンテナンス用の空間を形成することによって、回転シャフトのメンテナンスを容易に行えるようになる。また、側方ナセルフレームは、ナセル台板とは別体で構成されるので、回転シャフトからの荷重が側方ナセルフレームに直接伝わることはない。そのため側方ナセルフレームはナセル台板程の剛性を要求されず、軽量化が可能である。In some embodiments, the nacelle may further include a side nacelle frame that is attached to the nacelle base plate and forms a maintenance space for the rotary shaft on a side of the rotary shaft.
Thus, the maintenance space for the rotating shaft can be easily maintained by forming the space for maintenance on the side of the rotating shaft by the side nacelle frame. Further, since the side nacelle frame is configured separately from the nacelle base plate, the load from the rotating shaft is not directly transmitted to the side nacelle frame. Therefore, the side nacelle frame is not required to be as rigid as the nacelle base plate, and can be reduced in weight.
幾つかの実施形態では、前記ハブおよび前記回転シャフトとの共締めにより固定されたブレーキディスクと、前記主軸受を収容する軸受箱に取り付けられ、前記ブレーキディスクにブレーキパッドを押し付けて前記回転シャフトに制動力を付与するブレーキキャリパーとを含むブレーキ機構をさらに備え、前記ナセルは、前記ブレーキディスクよりも前方に延在するように前記ナセル台板に取り付けられ、前記ブレーキ機構のメンテナンス用の空間を形成する前方ナセルフレームを含んでいてもよい。
以下、前方とはハブから油圧ポンプへ向けて延在する回転シャフトの軸方向においてハブ側をいい、後方とは油圧ポンプ側をいう。
上記再生エネルギー型発電装置では、ブレーキ機構がナセルの前方端部に位置するので、ブレーキ機構のメンテナンス時に作業員がナセル台板からアクセスしにくい。そこで、ブレーキディスクよりも前方に延在する前方ナセルフレームをナセル台板に取り付けることで、ブレーキ機構のメンテナンス用空間が形成され、ブレーキ機構を容易にメンテナンスすることが可能となる。In some embodiments, the brake disc fixed by joint fastening with the hub and the rotating shaft, and a bearing box that houses the main bearing are attached, and a brake pad is pressed against the brake disc to the rotating shaft. The brake mechanism further includes a brake caliper that applies a braking force, and the nacelle is attached to the nacelle base plate so as to extend further forward than the brake disk, thereby forming a maintenance space for the brake mechanism. A forward nacelle frame may be included.
Hereinafter, the front means the hub side in the axial direction of the rotary shaft extending from the hub toward the hydraulic pump, and the rear means the hydraulic pump side.
In the above regenerative energy type power generator, the brake mechanism is located at the front end of the nacelle, so that it is difficult for an operator to access from the nacelle base plate during maintenance of the brake mechanism. Therefore, by attaching the front nacelle frame extending forward of the brake disc to the nacelle base plate, a maintenance space for the brake mechanism is formed, and the brake mechanism can be easily maintained.
幾つかの実施形態において、前記ナセルは、該ナセルの後方に延出するように前記ナセル台板に取り付けられる後方ナセルフレームを含み、前記後方ナセルフレームは、ボルトによって前記ナセル台板の後方に形成されたフランジ面に締結されていてもよい。
この場合、前記ナセルは、前記後方ナセルフレームによって支持されて前記ナセル内に後方フロアを形成する後方フロア板を含んでいてもよい。
このように、ナセル台板の後方に形成されたフランジ面に後方ナセルフレームを締結し、後方ナセルフレームおよび後方フロアによってナセル後方に空間を形成することによって、各種機器をナセル後方に配置することが可能となる。また、この後方ナセルフレームはナセル台板とは別体で形成されるため、回転シャフトからの荷重が後方ナセルフレームに直接伝わることがない。このため、後方ナセルフレームは、ナセル台板程の高剛性は要求されず、軽量化が可能である。In some embodiments, the nacelle includes a rear nacelle frame attached to the nacelle base plate so as to extend rearward of the nacelle, and the rear nacelle frame is formed behind the nacelle base plate by bolts. It may be fastened to the flange surface.
In this case, the nacelle may include a rear floor plate supported by the rear nacelle frame and forming a rear floor in the nacelle.
In this way, by fastening the rear nacelle frame to the flange surface formed behind the nacelle base plate and forming a space behind the nacelle by the rear nacelle frame and the rear floor, various devices can be arranged behind the nacelle. It becomes possible. Further, since the rear nacelle frame is formed separately from the nacelle base plate, the load from the rotating shaft is not directly transmitted to the rear nacelle frame. For this reason, the rear nacelle frame is not required to be as rigid as the nacelle base plate, and can be reduced in weight.
幾つかの実施形態において、前記主軸受は、前記ハブと前記油圧ポンプとの間に配置される一対の前方軸受および後方軸受を含み、前記ハブに近い側の前記前方軸受と、前記油圧ポンプに近い側の前記後方軸受とを連結する連結フレームをさらに備え、前記連結フレームは、前記ナセル台板に取り付けられている
なお、前方軸受および後方軸受は、それぞれ、内輪、外輪、転動体等の軸受部、および軸受箱を含む。
回転シャフトを軸支する前方軸受および後方軸受は、それぞれがナセル台板によって下方から支持されるとともに、連結フレームによって互いに連結される。よって、ナセル台板および連結フレームによって各軸受の軸受箱が拘束されるので、軸受間の同芯を維持することができる。In some embodiments, the main bearing includes a pair of a front bearing and a rear bearing disposed between the hub and the hydraulic pump, and the front bearing close to the hub and the hydraulic pump. It further includes a connection frame that connects the rear bearing on the near side, and the connection frame is attached to the nacelle base plate. The front bearing and the rear bearing are bearings such as an inner ring, an outer ring, and a rolling element, respectively. Part, and a bearing housing.
The front bearing and the rear bearing that pivotally support the rotating shaft are each supported by the nacelle base plate from below and are connected to each other by a connecting frame. Therefore, since the bearing box of each bearing is restrained by the nacelle base plate and the connecting frame, concentricity between the bearings can be maintained.
幾つかの実施形態において、前記連結フレームは、前記ナセルに収容される機器を昇降させるためのクレーンの取り付け部を有していてもよい。
連結フレームは主軸受を介してナセル台板に支持される。通常、主軸受およびナセル台板は回転シャフトを支持するために高い剛性を有するように設計される。したがって、連結フレームにクレーンを取り付けることで、重量の大きい機器であっても昇降可能となる。In some embodiments, the connection frame may include a crane attachment for raising and lowering the equipment housed in the nacelle.
The connecting frame is supported on the nacelle base plate via the main bearing. Usually, the main bearing and nacelle base plate are designed to have high rigidity to support the rotating shaft. Therefore, by attaching a crane to the connection frame, even a heavy equipment can be moved up and down.
幾つかの実施形態において、前記ナセルは、前記ナセル台板の上方の天井が開放可能に構成されていてもよい。
これにより、ナセル台板の上方の天井を開放させることで、再生エネルギー型発電装置の設置や解体、あるいはメンテナンスの際に、ナセル内に収容される機器の搬送が容易に行えるようになる。例えば、連結フレームに取り付けられたクレーンで機器を吊って移動させる場合に、天井を開放させることで連結フレームへのクレーンの取り付けが容易となり、またナセル内と外部との間での機器の移動も可能となる。特に、ナセル台板上に設けられる油圧ポンプや発電機のような大型の機器であっても移動可能となる。In some embodiments, the nacelle may be configured such that a ceiling above the nacelle base plate can be opened.
Thus, by opening the ceiling above the nacelle base plate, it becomes possible to easily carry the equipment accommodated in the nacelle during installation, disassembly, or maintenance of the regenerative energy power generation device. For example, when the equipment is hung and moved by a crane attached to the connecting frame, the crane can be easily attached to the connecting frame by opening the ceiling, and the equipment can be moved between the nacelle and the outside. It becomes possible. In particular, even a large device such as a hydraulic pump or a generator provided on the nacelle base plate can be moved.
幾つかの実施形態において、前記天井には、該ナセル内に収容される機器のメンテナンスに用いられ、外部と連通する少なくとも一つの開口が設けられていてもよい。
これにより、ナセル内に収容される機器のメンテナンス時に、開口を介してナセル内と外部との間で機器の移動が可能となる。
幾つかの実施形態において、前記天井には、少なくとも一つの開口と、該開口を塞ぐための少なくとも一つのカバーが設けられており、前記少なくとも一つのカバーは、前記ナセル内に収容される機器をクレーンによって昇降させる際に前記少なくとも一つの開口が開放されるようにスライド可能に構成されていてもよい。
このように、開口にスライド可能なカバーを設けることによって、大型の再生エネルギー型発電装置であっても開口を容易に開閉可能となる。In some embodiments, the ceiling may be provided with at least one opening that is used for maintenance of equipment housed in the nacelle and communicates with the outside.
Thereby, at the time of the maintenance of the equipment accommodated in the nacelle, the equipment can be moved between the inside of the nacelle and the outside through the opening.
In some embodiments, the ceiling is provided with at least one opening and at least one cover for closing the opening, and the at least one cover is a device that is accommodated in the nacelle. It may be configured to be slidable so that the at least one opening is opened when the crane is moved up and down by a crane.
Thus, by providing a slidable cover in the opening, the opening can be easily opened and closed even in a large-scale renewable energy power generation device.
幾つかの実施形態において、前記ナセルの上面には、ヘリコプターによりアクセス可能な少なくとも一つのアクセス用デッキが設けられていてもよい。
タワーの上端にナセルが取り付けられる再生エネルギー型発電装置においては、ヘリコプターを利用してナセル内への機器の搬入、搬出が行われることがある。そこで、ナセルの上面にアクセス用デッキを設けることで機器の搬入、搬出が容易に行えるようになる。例えば、ヘリコプターをホバリングさせた状態で機器を吊り下ろしてナセル上面のデッキに一旦載置し、ナセルの天井の開口から機器をナセル内に搬入することもできる。In some embodiments, the top surface of the nacelle may be provided with at least one access deck accessible by a helicopter.
In a renewable energy power generation apparatus in which a nacelle is attached to the upper end of a tower, equipment may be carried into and out of the nacelle using a helicopter. Therefore, by providing an access deck on the upper surface of the nacelle, it is possible to easily carry in and out the equipment. For example, it is also possible to suspend the device with the helicopter hovered, place it on the deck on the top of the nacelle, and carry the device into the nacelle through the opening on the ceiling of the nacelle.
幾つかの実施形態において、前記ナセルの前記ハブから遠い側の後方部に取り付けられた少なくとも一つの冷却用ダクトをさらに備え、前記冷却用ダクトは前記ナセルフレームに支持されていてもよい。
ナセル内には油圧ポンプや発電機等の熱発生源が複数存在する。そこで、冷却用ダクトを設けることによって熱発生源から発生した熱をナセルの外部へ逃がすことができる。また、ナセル前方〜中央には回転シャフトの主軸受や油圧ポンプ等の機器が設置されるので、冷却用ダクトはナセル後方部のナセルフレームに支持させることにより、ナセルの大型化を防ぐことができる。In some embodiments, the nacelle may further include at least one cooling duct attached to a rear portion of the nacelle far from the hub, and the cooling duct may be supported by the nacelle frame.
There are a plurality of heat generation sources such as hydraulic pumps and generators in the nacelle. Therefore, by providing the cooling duct, the heat generated from the heat generation source can be released to the outside of the nacelle. In addition, since equipment such as a main bearing of a rotating shaft and a hydraulic pump are installed in front to the center of the nacelle, the cooling duct can be supported by the nacelle frame at the rear of the nacelle, thereby preventing the nacelle from becoming large. .
幾つかの実施形態において、前記ナセルは、前記ナセル台板に取り付けられて、少なくとも前記共通台板を支持するナセルフレームと、前記ナセルフレームに締結され、前記ナセル内に収容される機器を覆うように配置されるナセルカバーとをさらに含んでもよい。
このように、共通台板やナセルカバーをナセルフレームに取り付けることにより、ナセル台板に直接取り付ける場合に比べて配置の自由度が向上する。In some embodiments, the nacelle is attached to the nacelle base plate so as to cover at least a nacelle frame that supports the common base plate, and a device that is fastened to the nacelle frame and accommodated in the nacelle. And a nacelle cover disposed on the surface.
Thus, by attaching the common base plate and the nacelle cover to the nacelle frame, the degree of freedom of arrangement is improved as compared with the case of directly attaching to the nacelle base plate.
幾つかの実施形態では、前記ナセルカバーは繊維強化プラスチック、アルミニウム、アルミニウム合金からなる群より選ばれた一以上の材料で形成されていてもよい。
これにより、ナセルカバーの軽量化が図れる。In some embodiments, the nacelle cover may be formed of one or more materials selected from the group consisting of fiber reinforced plastic, aluminum, and aluminum alloys.
Thereby, the weight reduction of a nacelle cover can be achieved.
幾つかの実施形態では、前記ナセル台板は鋳造で形成されていてもよい。
これにより、複雑な形状のナセル台板であっても高剛性で製造することができる。In some embodiments, the nacelle base plate may be formed by casting.
Thereby, even a nacelle base plate having a complicated shape can be manufactured with high rigidity.
幾つかの実施形態では、前記ナセルフレームは金型鋼で形成されていてもよい。
これにより、重量の大きい機器をナセルフレームによって支持することも可能となる。In some embodiments, the nacelle frame may be formed of mold steel.
Thereby, it is also possible to support a heavy device by the nacelle frame.
本発明の少なくとも一実施形態によれば、主軸受を介して回転シャフトが支持されるナセル台板とは別体として、油圧モータおよび発電機が設置される共通台板を設けたので、ナセル全体としての重量軽減が可能となる。
また、油圧モータおよび発電機の両方を同一の板(共通台板)に載置することによって、油圧モータおよび発電機のそれぞれから共通台板に作用する反対方向のモーメントは互いに打ち消し合うので、共通台板及び共通台板をナセル台板に支持する構造部分の軽量化が可能となり、ナセル全体としてのより一層の重量軽減が可能となる。According to at least one embodiment of the present invention, since the common base plate on which the hydraulic motor and the generator are installed is provided separately from the nacelle base plate on which the rotating shaft is supported via the main bearing, the entire nacelle As a result, the weight can be reduced.
Also, by mounting both the hydraulic motor and the generator on the same plate (common base plate), the opposite moments acting on the common base plate from each of the hydraulic motor and generator cancel each other, It is possible to reduce the weight of the structural part that supports the base plate and the common base plate on the nacelle base plate, and it is possible to further reduce the weight of the entire nacelle.
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, and are merely illustrative examples. Only.
以下の実施形態では、再生エネルギー型発電装置の一例として風力発電装置について説明する。ただし、本発明は潮流発電装置、海流発電装置、河流発電装置等の他の再生エネルギー型発電装置にも適用できる。 In the following embodiments, a wind power generator will be described as an example of a renewable energy power generator. However, the present invention can also be applied to other renewable energy power generation devices such as tidal current power generation devices, ocean current power generation devices, and river current power generation devices.
図1は一実施形態に係る風力発電装置の全体構成の概略を示す図である。図2は一実施形態に係る風力発電装置のナセル内部の構成例を示す斜視図である。 FIG. 1 is a diagram showing an outline of the overall configuration of a wind turbine generator according to an embodiment. FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration example inside the nacelle of the wind turbine generator according to the embodiment.
図1に示すように、風力発電装置1は、ブレード2およびハブ4で構成されるロータ3と、ロータ3のハブ4に連結される回転シャフト6と、電力を生成する発電機16と、回転シャフト6の回転エネルギーを発電機16に伝える油圧トランスミッション10とを備える。
なお、ハブ4はハブカバー5によって覆われている。また、少なくとも回転シャフト6および油圧トランスミッション10は、洋上又は地上に立設されたタワー8の上に設置されたナセル40に収納されている。As shown in FIG. 1, the
The
図1及び図2に示すように、ナセル40は、タワー8に取り付けられるナセル台板42と、ナセル台板42とは別体で形成され、該ナセル台板42に支持される共通台板46とを含んでいる。そして、ナセル台板42には、回転シャフト6を回転自在に支持する主軸受が取り付けられる。一方、共通台板46には、油圧モータ14および発電機16が載置される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ナセル台板42は、図1に示すように、タワー8に対してヨー方向に回動可能に該タワー8に支持される。一実施形態では、タワー8とナセル台板42との間にヨーベアリング20が介装されている。ヨーベアリング20は、タワー8側に固定される外輪22と、ナセル台板42に固定される内輪24と、外輪22および内輪24の間に配置される転動体23とを有する。また、タワー8にリングギア27が設けられ、このリングギア27に噛み合うピニオンギア26がナセル台板42に設けられている。ピニオンギア26にはヨーモータ25が取り付けられている。そのため、ヨーモータ25を駆動してピニオンギア26を回転させると、ヨーベアリング20を介してタワー8に支持されたナセル台板42が回動するようになっている。
As shown in FIG. 1, the
ナセル台板42に取り付けられる主軸受は、以下の構成を有していてもよい。
一実施形態では、主軸受は、回転シャフトに取り付けられる前方軸受32および後方軸受34を含む。前方軸受32および後方軸受34は、それぞれ、内輪、外輪、転動体等の軸受部、および軸受箱を含む。なお、図には前方軸受32および後方軸受34を含む主軸受を例示したが軸受の個数は特に限定されず、少なくとも一つあればよい。
前方軸受32および後方軸受34は、図2に示すように連結フレーム35によって互いに連結されていてもよい。連結フレーム35は、回転シャフト6の上方に設けられて各軸受32,34の上部同士を連結する連結板部36と、回転シャフト6の両側において連結板部36をナセル台板42に支持する一対のサポート部37とを含んでいてもよい。これにより、各軸受32,34の上部同士を連結板部36によって連結して各軸受32,34間の同芯維持に寄与できる。また、連結フレーム35がクレーン取り付け部80を有していてもよい。クレーン取り付け部80には、ナセル40内に収容される機器の移動に用いられるクレーンが取り付けられる。これにより、クレーン取り付け部80にクレーンを取り付ける場合においてもサポート部37を介してクレーンの荷重をナセル台板42に支持させることができる。
なお、クレーン取り付け部80は、クレーンのジブを任意の締結部材を用いて固定可能に構成されていてもよい。クレーンの取り付けについては後に詳述する。The main bearing attached to the
In one embodiment, the main bearing includes a
The
In addition, the
ここで、ナセル40内に配置される油圧トランスミッション10について説明する。
一実施形態では、油圧トランスミッション10は、図1に示すように、回転シャフト6に取り付けられた油圧ポンプ12と、高圧油ライン13および低圧油ライン15を介して油圧ポンプ12に接続される油圧モータ14とを含む。油圧ポンプ12は、回転シャフト6によって駆動されて作動油を昇圧し、高圧の作動油(圧油)を生成する。油圧ポンプ12の出口は、高圧油ライン13を介して油圧モータ14の入口に接続されている。そのため、油圧ポンプ12で生成された圧油は高圧油ライン13を介して油圧モータ14に供給され、この圧油によって油圧モータ14が駆動される。油圧モータ14で仕事をした後の低圧の作動油は、油圧モータ14の出口と油圧ポンプ12の入口との間に設けられた低圧油ライン15を経由して、油圧ポンプ12に再び戻される。また、油圧モータ14の出力軸は発電機16の回転シャフトに接続されており、油圧モータ14の回転が発電機16に入力されるようになっている。
なお、油圧ポンプ12、油圧モータ14および発電機16の個数は特に限定されず、それぞれ、少なくとも一つあればよい。Here, the
In one embodiment, the
In addition, the number of the
油圧ポンプ12は、主軸受を介してナセル台板42に支持される回転シャフト6の端部に取り付けられる。さらに、油圧ポンプ12は、不図示のトルクサポートによってナセル台板42に支持されるようにしてもよい。この場合、トルクサポートは、油圧ポンプ12の変位を許容しつつ回転シャフト6から油圧ポンプ12に反作用トルクを与えるとともに油圧ポンプ12をナセル台板42に支持させる構成としてもよい。
The
油圧モータ14の出力軸17は発電機16に接続されており、油圧モータ14及び発電機16は、出力軸17を介して連結された状態で共通台板46に載置される。共通台板46は、ナセル台板42とは別体で形成され、ナセルフレーム44を介してナセル台板42に支持される。なお、共通台板46は、ナセル台板42を介してタワー8に支持され、共通台板46とタワー8とは直接接続されていない。また、共通台板46は、弾性部材およびダンパ機構の少なくとも一方を介してナセル台板42に支持されていてもよい。これにより、油圧モータ14および発電機16の駆動時における振動を減衰して、これらを安定してナセル40側に支持することができる。
The
上記風力発電装置1によれば、主軸受を介して回転シャフト6が支持されるナセル台板42とは別体として、油圧モータ14および発電機16が設置される共通台板46を設けたので、ナセル40の全体としての重量軽減が可能となる。
図2に示すように、風を受けてロータ3が回転すると、ロータ3から回転シャフト6に対して、回転シャフト6の軸方向の周りのモーメントMx、軸方向に垂直な方向の周りのモーメントMy,Mz(モーメントMy,Mzの中心軸は垂直)が作用するとともに、回転シャフト6の軸方向への荷重Fx、軸方向に垂直な方向への荷重Fy,Fz(荷重Fy,Fzの方向は垂直)が作用する。これらの荷重(モーメントを含む)のうち、油圧トランスミッション10でエネルギーとして回収されるのは基本的に回転シャフト6の軸方向の周りのモーメントMxのみである。そのため、他の成分の荷重は、回転シャフト6を介してタワー8に伝達される。このとき、油圧モータ14側の軸系(油圧モータ14の出力軸17)は、回転シャフト6を含む油圧ポンプ側の軸系から分離されているので、風から回転シャフト6へ伝わる各種成分の荷重は主軸受及びナセル台板42を介してタワー8に伝わり、油圧モータ14側の軸系には伝わらない。そのため、共通台板46及び共通台板46をナセル台板42に支持する構造部分(例えば、後述するナセルフレーム44)の軽量化が可能となり、風から回転シャフト6へ伝わる各種成分の荷重に耐え得る剛性を損なうことなくナセル40の全体としての重量軽減が図れる。すなわち、モーメントMx以外の荷重成分(モーメントも含む)の回転シャフト6からタワー8への伝達経路に含まれるナセル台板42とは異なり、該伝達経路には含まれない共通台板46やナセルフレーム44等はナセル台板42に比べて低剛性であっても足りるから、共通台板46やナセルフレーム44については軽量化を図ることができる。
また、図7に示すように、油圧モータ14および発電機16の両方を同一の板(共通台板)に載置すると、油圧モータ14の出力軸17の回転方向Rとは反対方向のモーメントMMが油圧モータ14から共通台板46に作用するとともに、出力軸17の回転方向Rと同一方向のモーメントMGが発電機16から共通台板46に作用する。油圧モータ14および発電機16のそれぞれから共通台板46に作用する反対方向のモーメントMM,MGは互いに打ち消し合うので、共通台板46及び共通台板46をナセル台板42に支持する構造部分に作用する荷重は主として油圧モータ14および発電機16の自重のみとなる。これにより、共通台板46及び共通台板46をナセル台板42に支持する構造部分(例えば、後述するナセルフレーム44)の軽量化が可能となり、ナセル40の全体としてのより一層の重量軽減が可能となる。According to the
As shown in FIG. 2, when the rotor 3 rotates by receiving wind, the moment Mx around the axial direction of the
As shown in FIG. 7, when both the
次に、図2〜図6を参照して、ナセル40の詳細な構成例について説明する。
図3は一実施形態におけるナセル台板の構成例を示す斜視図である。図4は一実施形態に係る風力発電装置のナセル内部の構成例を示す平面図である。図5は図4におけるA−A線に沿った断面図である。図6は一実施形態に係る風力発電装置のナセル内部の構成例を示す側面図である。Next, a detailed configuration example of the
FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration example of a nacelle base plate according to an embodiment. FIG. 4 is a plan view showing a configuration example inside the nacelle of the wind turbine generator according to the embodiment. FIG. 5 is a sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 6 is a side view showing a configuration example inside the nacelle of the wind turbine generator according to the embodiment.
図2に示す例示的な実施形態では、ナセル40は、主軸受を支持するナセル台板42と、ナセル台板42に固定されるナセルフレーム44と、ナセルフレーム44を介してナセル台板42に支持される共通台板46と、ナセルフレーム44に取り付けられてナセル40内の機器を覆うナセルカバー41とを含んでいる。ナセル台板42は、例えば球状黒鉛鋳鉄や強靭鋳鉄等の鋳物(casting)で構成されてもよい。ナセルフレーム44は、例えば金型鋼で形成されてもよい。ナセルカバー41は、例えば繊維強化プラスチック、アルミニウム、アルミニウム合金からなる群より選ばれた一以上の材料で形成されてもよい。
In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the
図3に示すように、ナセル台板42は、水平方向に延在する水平板部420と、水平板部420上に立設された壁部424と、壁部424の一対の対向する内壁面間において回転シャフト6の軸方向とは直交する方向に延在するリブ426とを含んでいてもよい。
ナセル台板42の壁部424のうちハブ4側の部分には凹部422が設けられており、この凹部422に前方軸受32(具体的には前方軸受32の軸受箱)の下部が係合するようになっている。同様に、リブ426には凹部423が設けられており、この凹部423に後方軸受34(具体的には後方軸受34の軸受箱)の下部が係合するようになっている。そして、凹部423,427に係合した各軸受32,34は、図2に示すように、軸受32,34の両側において、ナセル台板42(壁部424の上面)に締結される。As shown in FIG. 3, the
A
そして、水平板部420、壁部424およびリブ426によって囲まれるメンテナンス用空間がナセル40の内部に形成される。リブ426には少なくとも一つの開口427が設けられており、この開口427によって作業者はメンテナンス用空間にアクセスすることができる。このように、ナセル台板42内にメンテナンス用空間を設けることによって、ナセル台板42の下方に位置するヨーベアリング20やナセル台板46の上部に取り付けられる主軸受等の機器のメンテナンスを容易に行えるようになる。なお、壁部424にも作業員が通過するための開口425を設けてもよい。
A maintenance space surrounded by the
水平板部420には壁部424の内周に沿って台板開口429が設けられていてもよい。この台板開口429は、ナセル内機器のメンテナンスを行う際の作業員の足場として用いられるナセルデッキ板(不図示)によって塞がれてもよい。
また、水平板部420は、ナセル台板42の両側方、すなわち回転シャフト6の両側に位置する壁部424の側壁部分に沿って外側に張り出したヨーデッキ421を有していてもよい。この場合、ヨーデッキ421には、図1に示すヨーモータ25を保持するための保持穴420aが設けられる。A
Further, the
さらに、ナセル台板42には、後述するナセルフレーム44が締結されるフランジが設けられていてもよい。例えば、回転シャフト6の両側方に位置する一対の壁部424,424には側方フランジ43aが設けられ、リア側の壁部424には後方フランジ43bが設けられ、ハブ側の壁部424には前方フランジ43c(図5参照)が設けられている。
Further, the
続いて、図2および図4〜図6を参照して、ナセル台板42に取り付けられるナセルフレーム44の構成例について説明する。
一実施形態において、ナセルフレーム44は、ナセル台板42の側方に取り付けられる側方ナセルフレーム45と、ナセル台板42の後方に延出する後方ナセルフレーム47と、ナセル台板42の前方に取り付けられる前方ナセルフレーム49とを含んでいてもよい。Next, a configuration example of the
In one embodiment, the
側方ナセルフレーム45は、ナセル台板42の壁部424に設けられる側方フランジ43a(図3参照)にボルト等の締結部材によって締結される。側方ナセルフレーム45は、ナセル台板42の側方から上方に延在している。側方ナセルフレーム45は、回転シャフト6の側方に、回転シャフト6のメンテナンス用の空間を形成するように構成されてもよい。これにより、回転シャフト6のメンテナンスを容易に行えるようになる。また、側方ナセルフレーム45は、ナセル台板42とは別体で構成されるので、回転シャフト6からの荷重が側方ナセルフレーム45に直接伝わることはない。そのため側方ナセルフレーム45はナセル台板42程の剛性を要求されず、軽量化が可能である。
The
また、側方ナセルフレーム45には、油圧モータ14および発電機16が設置される共通台板46が取り付けられてもよい。
このとき、共通台板46は、ヨーデッキ421より高所に配置されてもよい。すなわち、ヨーモータ25が配置されるヨーデッキ421によって第1階層が形成され、第1階層より上方に、油圧モータ14および発電機16が載置される共通台板46によって第2階層が形成される。このように、油圧モータ14および発電機16が載置される共通台板46を、ヨーモータ25が配置されるヨーデッキ421より高所に配置することで、ナセル40内への機器配置に際して、ナセル40内のスペースを有効利用することができる。Further, a
At this time, the
さらに、ナセルフレーム44が、上記した第1階層および第2階層を含む多階層構造を形成するように構成されてもよい。このように、ナセル40を多階層構造とすることでナセル40内のスペースを有効利用することができるとともに、ナセルフレーム44をナセル台板42に取り付けることで、多階層構造を容易に実現可能となる。
Further, the
後方ナセルフレーム47は、ナセル台板42の後方フランジ43b(図3,図5参照)にボルト等の締結部材によって締結される。後方ナセルフレーム47には後方フロア板47aが取り付けられる。後方ナセルフレーム47および後方フロア板47aによって、ナセル40の後方側に後方フロアが形成されるようになっている。このように、後方ナセルフレーム47および後方フロア板47aによりナセル後方に空間を形成することによって、各種機器をナセル後方に配置することが可能となる。また、この後方ナセルフレーム47はナセル台板42とは別体で形成されるため、回転シャフト6からの荷重が後方ナセルフレーム47に直接伝わることがない。このため、後方ナセルフレーム47は、ナセル台板42程の高剛性は要求されず、軽量化が可能である。
The
このとき、後方フロア板47aから鉛直方向に延在するナセルフレーム44を設け、このナセルフレーム44に機器台板48を取り付けてもよい。機器台板48上にはナセル40内に収容される各種機器が設置される。このように、機器台板48によってナセル40の後方空間を多階層構造とすることによって、ナセル40内への機器配置に際して、ナセル40内のスペースを有効利用することができる。機器台板48に設置される機器としては、例えば油圧タンク、アキュムレータ、冷却水送給ユニット等が挙げられる。
At this time, a
前方ナセルフレーム49は、ナセル台板42の前方に設けられる前方フランジ(図5参照)にボルト等の締結部材によって締結される。前方ナセルフレーム49は、ブレーキ機構のメンテナンス用空間を形成する。前方ナセルフレーム49の自重を支持する目的で、前方ナセルフレーム49をナセル台板42と接続するビーム49aを設けてもよい。
The
ここで、図8を参照してブレーキ機構の構成例を説明する。図8はブレーキ機構周辺の詳細構造を示す図である。
一実施形態において、ブレーキ機構は、ブレーキディスク50と、ブレーキキャリパー54とを含む。
ブレーキディスク50は、ボルト59によってハブ4及びフランジ6aとの共締めにより締結される被締結部51と、この被締結部51から屈曲して前方軸受32に向かって延在する中間部52と、中間部52の端部に設けられたディスク部53とを有する。なお、前方軸受32は、軸受本体32aと軸受箱32bとを含むものである。
ブレーキキャリパー54は、軸受箱32bにサポート部材56を介して取り付けられたブレーキディスク50にブレーキパッド55を押し付けて回転シャフト6に制動力を付与する。Here, a configuration example of the brake mechanism will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing a detailed structure around the brake mechanism.
In one embodiment, the brake mechanism includes a
The
The
上記構成を有するブレーキ機構は、ナセル40の前方端部に位置するので、ブレーキ機構のメンテナンス時に作業員がナセル台板42からアクセスしにくい。そこで、ブレーキディスク30よりも前方に延在する前方ナセルフレーム49をナセル台板42に取り付けることで、ブレーキ機構のメンテナンス用空間が形成され、ブレーキ機構を容易にメンテナンスすることが可能となる。
Since the brake mechanism having the above-described configuration is located at the front end of the
図9はナセルカバーを取り付けたナセルの斜視図である。
一実施形態において、ナセル40は、ナセル台板42の上方の天井が開放可能に構成されていてもよい。例えば、図9に示すように、ナセルカバー41の上面に少なくとも一つの開口412が設けられ、この開口412に対応して少なくとも一枚のスライド板が設けられている。図には3枚のスライド板414a〜414cが設けられている場合を例示している。このスライド板414a〜414cをスライドさせることで、ナセル台板42の上方の天井が開放可能となる。これにより、風力発電装置1の設置や解体、あるいはメンテナンスの際に、ナセル40内に収容される機器の搬送が容易に行えるようになる。例えば、連結フレーム35に取り付けられたクレーンで機器を吊って移動させる場合に、ナセル40の天井を開放させることで連結フレーム35へのクレーンの取り付けが容易となり、またナセル40内と外部との間での機器の移動も可能となる。特に、ナセル台板42上に設けられる油圧ポンプ12や発電機16のような大型の機器であっても移動可能となる。FIG. 9 is a perspective view of the nacelle with the nacelle cover attached.
In one embodiment, the
また、ナセル40の上面には、ヘリコプターによりアクセス可能な少なくとも一つのアクセス用デッキ90が設けられていてもよい。このように、ナセル40の上面にアクセス用デッキ90を設けることで、機器の搬入、搬出が容易に行えるようになる。例えば、ヘリコプターをホバリングさせた状態で機器を吊り下ろしてナセル40上面のデッキ90に一旦載置し、ナセル40の天井の開口412から機器をクレーン等でナセル40内に搬入することもできる。
Further, at least one
さらに、ナセル40のハブ4から遠い側の後方部に、少なくとも一つの冷却用ダクト70を設けてもよい。冷却用ダクト70はナセルフレーム44に支持されていてもよい。また、冷却用ダクト70の入口部および出口部にはフィルタ72が取り付けられていてもよい。
ナセル40内には油圧ポンプや発電機等の熱発生源が複数存在する。そこで、冷却用ダクト70を設けることによって熱発生源から発生した熱をナセル40の外部へ逃がすことができる。また、ナセル前方〜中央には回転シャフト6の主軸受や油圧ポンプ12等の機器が設置されるので、冷却用ダクト70はナセル後方部のナセルフレーム44に支持させることにより、ナセル40の大型化を防ぐことができる。Further, at least one cooling
A plurality of heat generation sources such as a hydraulic pump and a generator exist in the
図10はクレーンを取り付けたナセルの斜視図である。
一実施形態において、連結フレーム35は、ナセル40に収容される機器64を昇降させるためのクレーン82の取り付け部80を有していてもよい。この場合、クレーン82のジブは、任意の締結部材を用いてクレーン取り付け部80に固定される。クレーン82のジブは、クレーン取り付け部80を中心として回動するようにしてもよい。例えば、機器のメンテナンス時において、ナセル40の天井のスライド板414a,414bをスライドさせて開口412を開放し、クレーン取り付け部80にクレーン82を取り付ける。そして、クレーン82によってナセル40内の機器64を吊り上げて、外部へ搬出する。このように、クレーン82は、ナセル40内の機器64の移動に用いることができる。
連結フレーム35は主軸受を介してナセル台板42に支持されるので、通常、主軸受およびナセル台板42は回転シャフト6を支持するために高い剛性を有するように設計される。したがって、連結フレーム35にクレーン80を取り付けることで、重量の大きい機器であっても昇降可能となる。FIG. 10 is a perspective view of a nacelle with a crane attached thereto.
In one embodiment, the
Since the connecting
以上説明したように、幾つかの実施形態では、主軸受を介して回転シャフト6が支持されるナセル台板42とは別体として、油圧モータ14および発電機16が設置される共通台板46を設けたので、ナセル40全体としての重量軽減が可能となる。
また、油圧モータ14および発電機16の両方を同一の板(共通台板46)に載置することによって、油圧モータ14および発電機16のそれぞれから共通台板46に作用する反対方向のモーメントは互いに打ち消し合うので、共通台板46及び共通台板46をナセル台板42に支持する構造部分の軽量化が可能となり、ナセル40全体としてのより一層の重量軽減が可能となる。As described above, in some embodiments, the
Further, by mounting both the
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはいうまでもない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this, In the range which does not deviate from the summary of this invention, various improvement and deformation | transformation may be performed.
1 風力発電装置
2 ブレード
3 ロータ
4 ハブ
5 ハブカバー
6 回転シャフト
6a フランジ
8 タワー
10 油圧トランスミッション
12 油圧ポンプ
13 高圧油ライン
14 油圧モータ
15 低圧油ライン
16 発電機
17 出力軸
20 ヨーベアリング
22 外輪
23 転動体
24 内輪
25 ヨーモータ
26 ピニオンギア
27 リングギア
32 前方軸受
32a 軸受本体
32b 軸受箱
34 後方軸受
35 連結フレーム
36 連結板部
37 サポート部
40 ナセル
41 ナセルカバー
42 ナセル台板
43a 側方フランジ
43b 後方フランジ
43c 前方フランジ
44 ナセルフレーム
45 側方ナセルフレーム
46 共通台板
47 後方ナセルフレーム
47a 後方フロア板
48 後方ナセルフレーム
48a 機器台板
49 前方ナセルフレーム
49a ビーム
50 ブレーキ機構
51 被締結部
52 中間部
53 ディスク部
54 ブレーキキャリパー
55 ブレーキパッド
56 サポート部材
59 ボルト
60,62,64 機器
70 冷却ダクト
72 フィルタ
80 クレーン取り付け部
82 クレーン
90 アクセス用デッキ
410 ナセルカバー本体
412 開口
414a〜514c スライド板
420 水平板部
420a 保持穴
421 ヨーデッキ
422,423 凹部
424 壁部
426 リブ
427 開口
429 台板開口
DESCRIPTION OF
Claims (19)
タワーと、
少なくとも一本のブレードと、
前記少なくとも一枚のブレードが取り付けられたハブと、
前記ハブに連結される回転シャフトと、
前記タワーに取り付けられたナセル台板、および、前記ナセル台板とは別体で形成され該ナセル台板に支持される共通台板を含むナセルと、
前記回転シャフトを回転自在に前記ナセル台板に支持する主軸受と、
前記回転シャフトに取り付けられ、該回転シャフトの回転によって圧油を生成する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプからの前記圧油によって駆動される油圧モータと、
前記油圧モータによって駆動される発電機とを備え、
前記共通台板に前記油圧モータおよび前記発電機が載置されることを特徴とする再生エネルギー型発電装置。A regenerative energy power generation device that generates power using renewable energy,
Tower and
At least one blade,
A hub with at least one blade attached thereto;
A rotating shaft coupled to the hub;
A nacelle base plate attached to the tower, and a nacelle including a common base plate formed separately from the nacelle base plate and supported by the nacelle base plate;
A main bearing that rotatably supports the rotating shaft on the nacelle base plate;
A hydraulic pump attached to the rotating shaft and generating pressure oil by rotation of the rotating shaft;
A hydraulic motor driven by the pressure oil from the hydraulic pump;
A generator driven by the hydraulic motor,
The regenerative energy type power generator, wherein the hydraulic motor and the generator are mounted on the common base plate.
前記タワーと前記ナセル台板との間に介装されるヨーベアリングと、
前記ヨーデッキ上に配置され、前記タワーに対して前記ナセル台板をヨー方向に回動させるヨー駆動機構とをさらに備え、
前記共通台板は、前記ヨーデッキよりも高所に配置され、
前記ヨー駆動機構が設置される第1階層と、前記第1階層の上方に位置し、少なくとも前記油圧モータおよび前記発電機が設置される第2階層とが、それぞれ、前記ヨーデッキおよび前記共通台板によって形成されていることを特徴とする請求項1に記載の再生エネルギー型発電装置。A yaw deck attached so as to extend laterally from the nacelle base plate;
A yaw bearing interposed between the tower and the nacelle base plate;
A yaw drive mechanism that is disposed on the yaw deck and rotates the nacelle base plate in the yaw direction with respect to the tower;
The common base plate is disposed higher than the yaw deck,
A first level where the yaw drive mechanism is installed and a second level which is located above the first level and where at least the hydraulic motor and the generator are installed are respectively the yaw deck and the common base plate. The regenerative energy type power generator according to claim 1, wherein
前記リブには、前記水平板部、前記壁部および前記リブで囲まれたメンテナンス用空間にアクセスするための開口が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の再生エネルギー型発電装置。The nacelle base plate sandwiches the rotary shaft along a horizontal plate portion extending in a horizontal direction, a wall portion provided on the horizontal plate portion, and a direction orthogonal to the axial direction of the rotary shaft. A rib extending between a pair of inner wall surfaces of the opposing wall portions,
The regenerative energy power generator according to claim 1, wherein the rib is provided with an opening for accessing a maintenance space surrounded by the horizontal plate portion, the wall portion, and the rib. .
前記ナセルは、前記ブレーキディスクよりも前方に延在するように前記ナセル台板に取り付けられ、前記ブレーキ機構のメンテナンス用の空間を形成する前方ナセルフレームを含むことを特徴とする請求項1に記載の再生エネルギー型発電装置。A brake disc fixed by fastening together with the hub and the rotating shaft, and a brake caliper attached to a bearing box that houses the main bearing, and presses a brake pad against the brake disc to apply a braking force to the rotating shaft. A brake mechanism including
The said nacelle is attached to the said nacelle base plate so that it may extend ahead rather than the said brake disc, and contains the front nacelle frame which forms the space for the maintenance of the said brake mechanism. Renewable energy generator.
前記後方ナセルフレームは、ボルトによって前記ナセル台板の後方に形成されたフランジ面に締結されていることを特徴とする請求項1に記載の再生エネルギー型発電装置。The nacelle includes a rear nacelle frame attached to the nacelle base plate so as to extend rearward of the nacelle,
The regenerative energy type power generator according to claim 1, wherein the rear nacelle frame is fastened to a flange surface formed behind the nacelle base plate by a bolt.
前記ハブに近い側の前記前方軸受と、前記油圧ポンプに近い側の前記後方軸受とを連結する連結フレームをさらに備え、
前記連結フレームは、前記ナセル台板に取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の再生エネルギー型発電装置。The main bearing includes a pair of front bearings and rear bearings disposed between the hub and the hydraulic pump,
A connecting frame that connects the front bearing close to the hub and the rear bearing close to the hydraulic pump;
The regenerative energy type power generator according to claim 1, wherein the connection frame is attached to the nacelle base plate.
前記少なくとも一つのカバーは、前記ナセル内に収容される機器をクレーンによって昇降させる際に前記少なくとも一つの開口が開放されるようにスライド可能に構成されることを特徴とする請求項11に記載の再生エネルギー型発電装置。The ceiling is provided with at least one opening and at least one cover for closing the opening,
The at least one cover is configured to be slidable so that the at least one opening is opened when the equipment accommodated in the nacelle is lifted and lowered by a crane. Renewable energy generator.
前記冷却用ダクトは前記ナセルフレームに支持されることを特徴とする請求項3に記載の再生エネルギー型発電装置。Further comprising at least one cooling duct attached to the rear portion of the nacelle on the side far from the hub;
The regenerative energy generator according to claim 3, wherein the cooling duct is supported by the nacelle frame.
The regenerative energy type power generator according to claim 1, wherein the nacelle frame is made of mold steel.
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