風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明能夠獲得一種偏航減速裝置更不易破損的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)。本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)使至少包括第1偏航減速裝置(G1)及第2偏航減速裝置(G2)的多個偏航減速裝置(G)的各個輸出小齒輪(24)與風(fēng)力發(fā)電設(shè)備(10)的主體側(cè)的回轉(zhuǎn)齒輪(28)嚙合來回轉(zhuǎn)驅(qū)動短艙(12)，其中，從該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片(20)至第1偏航減速裝置(G1)的距離(L1)與從該葉片至所述第2偏航減速裝置(G2)的距離(L2)不同，第1偏航減速裝置(G1)與第2偏航減速裝置(G2)的結(jié)構(gòu)不同。
【專利說明】風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)
[0001]本申請主張基于2013年9月27日申請的日本專利申請第2013-202445號的優(yōu)先權(quán)。該日本申請的全部內(nèi)容通過參考援用于本說明書中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0003]專利文獻I中公開有用于使風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的短艙在水平面上回轉(zhuǎn)的偏航驅(qū)動系統(tǒng)。
[0004]該專利文獻I所涉及的偏航驅(qū)動系統(tǒng)中，在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的主體(圓筒支柱)側(cè)設(shè)置有I個回轉(zhuǎn)齒輪，在短艙側(cè)配置有多個具備馬達及制動機構(gòu)的偏航減速裝置。各偏航減速裝置的輸出小齒輪與所述回轉(zhuǎn)齒輪同時嚙合，并且通過輸出小齒輪與回轉(zhuǎn)齒輪嚙合時從回轉(zhuǎn)齒輪側(cè)受到的反作用來使(配置有偏航減速裝置的)短艙進行回轉(zhuǎn)。
[0005]通過使短艙整體相對于圓筒支柱進行回轉(zhuǎn)，能夠使短艙前端的方向朝向所希望的方向(例如迎風(fēng)的方向)，葉片能夠有效地受到風(fēng)壓。并且，通過設(shè)為使多個偏航減速裝置的各個輸出小齒輪同時與回轉(zhuǎn)齒輪相嚙合的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒚總€偏航減速裝置的大小控制為較小，并且能夠提高在距地面位于高處的狹窄的短艙內(nèi)進行配置時的操作性等。
[0006]專利文獻1:日本特開2005-320891號公報(
[0020]、
[0021]段落、圖1、圖2)。
[0007]然而，由于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備是設(shè)置于自然環(huán)境下的設(shè)備，因此有時會遇到狂風(fēng)或疾風(fēng)。若遇到這種強風(fēng)短艙就會欲動，會產(chǎn)生這種欲動的力(風(fēng)力負載)從回轉(zhuǎn)齒輪輸入到減速裝置內(nèi)的“動力的逆流現(xiàn)象”。
[0008]因此，減速裝置有時會處于非常嚴峻的狀態(tài)，嚴重時存在可能會破損的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明是為了解決這種以往的問題而完成的，其課題在于提供一種偏航減速裝置更不易破損的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)。
[0010]本發(fā)明通過如下方式解決上述課題:一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)，使至少包括第I偏航減速裝置及第2偏航減速裝置的多個偏航減速裝置的各個輸出小齒輪與風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的主體側(cè)的回轉(zhuǎn)齒輪嚙合來回轉(zhuǎn)驅(qū)動短艙，其中，從該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片至所述第I偏航減速裝置的距離與從該葉片至所述第2偏航減速裝置的距離不同，并且所述第I偏航減速裝置與所述第2偏航減速裝置的結(jié)構(gòu)不同。
[0011]葉片遇到風(fēng)，則短艙向背風(fēng)側(cè)移動。由于偏航驅(qū)動系統(tǒng)的偏航減速裝置全部被配置在短艙內(nèi)，因此通過該短艙的移動，各個偏航減速裝置相對于相嚙合的回轉(zhuǎn)齒輪向相同的一側(cè)平行移動相同的距離。
[0012]因此，從葉片的距離不同的第I偏航減速裝置的輸出小齒輪與第2偏航減速裝置的輸出小齒輪成為相對于回轉(zhuǎn)齒輪的按壓力及側(cè)隙不同的狀態(tài)。
[0013]本發(fā)明為了應(yīng)對這種狀態(tài)而使第I偏航減速裝置與第2偏航減速裝置的結(jié)構(gòu)不同，因此能夠獲得偏航減速裝置更不易破損的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明能夠獲得一種偏航減速裝置更不易破損的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的實施方式的一例所涉及的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的驅(qū)動系統(tǒng)中使用的第2偏航減速裝置的整體剖視圖。
[0016]圖2是上述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的主視圖。
[0017]圖3是示意地表示在上述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的短艙上組裝有多個偏航減速裝置的情況的立體圖。
[0018]圖4是表不多個偏航減速裝置的輸出小齒輪同時與單一回轉(zhuǎn)齒輪哨合的情況的俯視圖。
[0019]圖5是沿圖1的V-V線的剖視圖。
[0020]圖6是表示第I偏航減速裝置的結(jié)構(gòu)的局部放大剖視圖。
[0021]圖7是表示第I偏航減速裝置的變形例的局部放大剖視圖。
[0022]圖8是本發(fā)明的另一實施方式的一例所涉及的第I偏航減速裝置的整體剖視圖。
[0023]圖9是圖8的實施方式的第2偏航減速裝置的整體剖視圖。
[0024]圖中:10_風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，11-圓筒支柱,12-短艙(發(fā)電室)，14-偏航驅(qū)動系統(tǒng)，20-葉片,22-馬達,24-輸出小齒輪,44-行星齒輪減速機構(gòu)，76-外齒輪(行星齒輪)，78-內(nèi)齒輪，80-內(nèi)銷，84-輸出軸，G(Ga?Gd)-偏航減速裝置，Gl-第I偏航減速裝置，G2-第2偏航減速裝置。

【具體實施方式】
[0025]以下，參考附圖對本發(fā)明的實施方式的一例所涉及的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行詳細說明。
[0026]參考圖2及圖3，該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備10在圓筒支柱(風(fēng)力發(fā)電設(shè)備10的主體)11的最上部具備短艙(發(fā)電室)12。短艙12上可旋轉(zhuǎn)地安裝有3片受風(fēng)的葉片20。葉片20被設(shè)計成以相對于短艙12位于迎風(fēng)側(cè)的狀態(tài)受到風(fēng)。即，該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備10為將葉片20朝向迎風(fēng)的方向而進行發(fā)電的所謂上風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。短艙12上組裝有偏航(Yaw)驅(qū)動系統(tǒng)14及變槳距(Pitch)驅(qū)動系統(tǒng)16。偏航驅(qū)動系統(tǒng)14用于控制短艙12整體相對于圓筒支柱11的回轉(zhuǎn)角，變槳距驅(qū)動系統(tǒng)16用于控制安裝于整流罩18上的3片葉片20的槳距角。
[0027]該實施方式中作為偏航驅(qū)動系統(tǒng)14采用如下結(jié)構(gòu)，即，使多個(該例中為4個)偏航減速裝置G (Ga?Gd)的每個輸出小齒輪24 (24a?24d)與風(fēng)力發(fā)電設(shè)備10的圓筒支柱(主體側(cè))11的回轉(zhuǎn)齒輪28嚙合來回轉(zhuǎn)驅(qū)動短艙12。
[0028]在該例中回轉(zhuǎn)齒輪28由外齒輪構(gòu)成，如圖4所示，各個偏航減速裝置G (Ga?Gd)的輸出小齒輪24(24a?24d)在回轉(zhuǎn)齒輪28的周向上等間隔配置(無需一定是等間隔)。
[0029]其中，4個偏航減速裝置G (Ga?Gd)中的2個偏航減速裝置Ga、Gb (輸出小齒輪24a,24b)在短艙12內(nèi)配置在距該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備10的葉片20較近的(距葉片20的距離LI較小)位置P5、P6。并且，剩下的2個偏航減速裝置Gc、Gd(輸出小齒輪24c、24d)配置在距葉片20較遠的(距葉片20的距離L2較大)位置P7、P8。在本實施方式中，將配置于距葉片20較近的位置P5、P6的偏航減速裝置Ga、Gb稱為第I偏航減速裝置G1，將配置于距葉片20較遠的位置P7、P8的偏航減速裝置Ge、Gd稱為第2偏航減速裝置G2。換言之，從葉片20至第I偏航減速裝置Gl的距離LI小于從該葉片20至第2偏航減速裝置G2的距離 L2 (LI < L2) ο
[0030]另外，在本實施方式中，距離L1、L2為在同一平面上從葉片20的中心至各個輸出小齒輪24的軸心的直線距離，但不限定于此，例如也可以為自葉片20的主軸的軸向Xl上的葉片20的中心的距離Llx、L2x。即使如此，距離的大小趨勢也相同。
[0031]第I偏航減速裝置Gl與第2偏航減速裝置G2的結(jié)構(gòu)不同。但是，在該實施方式中，第I偏航減速裝置Gl和第2偏航減速裝置G2的基本結(jié)構(gòu)相同。因此，為方便起見，首先用第2偏航減速裝置G2來對第I偏航減速裝置G1、第2偏航減速裝置G2的共同的基本結(jié)構(gòu)進行說明，接著，對第I偏航減速裝置Gl與第2偏航減速裝置G2的結(jié)構(gòu)上的具體的差異進行詳細說明。
[0032]圖1是本發(fā)明的實施方式的一例所涉及的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)中使用的第2偏航減速裝置G2的整體剖視圖，圖5是沿圖1的V-V線的剖視圖，圖6是表示圖1?圖5的第I偏航減速裝置Gl的結(jié)構(gòu)的局部放大剖視圖。
[0033]參考圖1，第2偏航減速裝置G2 (Ge、Gd)中，馬達22、正交齒輪減速機構(gòu)40、平行軸減速機構(gòu)42及偏心擺動型行星齒輪減速機構(gòu)44依次配置在動力傳遞路徑上(第I偏航減速裝置Gl也相同)。
[0034]馬達22的馬達軸46兼作正交齒輪減速機構(gòu)40的輸入軸，并且在馬達22的馬達軸46的負載側(cè)端部以直切方式形成有準雙曲面小齒輪47。另外，該馬達軸46的負載相反側(cè)端部上具備有制動裝置(圖示省略)。
[0035]正交齒輪減速機構(gòu)40具備以直切方式形成于馬達22的前端的所述準雙曲面小齒輪47及與該準雙曲面小齒輪47嚙合的準雙曲面齒輪50，并且將馬達軸46的旋轉(zhuǎn)方向改變?yōu)橹苯欠较?。準雙曲面齒輪50被固定于中間軸58上。
[0036]中間軸58上直接形成有平行軸減速機構(gòu)42的小正齒輪60。平行軸減速機構(gòu)42由該小正齒輪60及與該小正齒輪60嚙合的正齒輪64構(gòu)成。正齒輪64被固定于空心軸66上?？招妮S66經(jīng)由鍵67及螺栓68與連接軸70連結(jié)。連接軸70的負載側(cè)上一體形成有中繼連接器70A。中繼連接器70A的負載側(cè)被設(shè)為空心部，并且在該空心部的內(nèi)側(cè)連接有形成有花鍵71的行星齒輪減速機構(gòu)44的輸入軸72。
[0037]由此，空心軸66經(jīng)由連接軸70及中繼連接器70A與輸入軸72連結(jié)。符號73表示通過螺栓75安裝于后述的行星齒輪減速機構(gòu)44的負載相反側(cè)罩48C的連接外殼。
[0038]行星齒輪減速機構(gòu)44具備:所述輸入軸72、通過鍵與該輸入軸72結(jié)合并具有2個偏心部的偏心體74、經(jīng)由該偏心體74而偏心擺動的2片外齒輪76，及該外齒輪76所內(nèi)嚙合的內(nèi)齒輪78。2片外齒輪76的偏心相位正好偏離180度,從而維持彼此向分開的方向偏心的狀態(tài)并進行擺動旋轉(zhuǎn)。另外，行星齒輪減速機構(gòu)44的外殼48主要由第I外殼體48A、第2外殼體48B、負載相反側(cè)罩體48C、負載側(cè)罩體48D構(gòu)成,并且經(jīng)由螺栓79被固定于所述短艙12的結(jié)構(gòu)體12A。
[0039]所述內(nèi)齒輪78由與其中的第I外殼體48A —體化的內(nèi)齒輪主體78B及被旋轉(zhuǎn)自如地保持在該內(nèi)齒輪主體78B上并作為內(nèi)齒發(fā)揮作用的圓筒狀的外銷78A構(gòu)成。內(nèi)齒輪78的內(nèi)齒數(shù)(外銷78A的數(shù))稍多于外齒輪76的外齒數(shù)(該例中僅多I個)。
[0040]在外齒輪76上形成有多個(該例中為12個)貫穿孔76A。各貫穿孔76A中貫穿有多個(該例中為12根)內(nèi)銷(行星銷)80。在內(nèi)銷80的外周旋轉(zhuǎn)自如地套有滑動促進部件81。在滑動促進部件81與貫穿孔76A之間確保有相當于偏心體74的偏心部的偏心量的2倍的間隙δ (參考圖5)。
[0041]內(nèi)銷80與輸出法蘭(輪架)82 —體化，并且該輸出法蘭82與輸出軸84 —體化。
[0042]第I偏航減速裝置G1、第2偏航減速裝置G2通過該結(jié)構(gòu)將外齒輪76的自轉(zhuǎn)成分經(jīng)由滑動促進部件81及內(nèi)銷80傳遞至輸出法蘭82側(cè)。即，在該實施方式中，由于內(nèi)齒輪78被固定于第I外殼體48Α上，因此被設(shè)為如下結(jié)構(gòu)，即若行星齒輪減速機構(gòu)44的輸入軸72旋轉(zhuǎn)，則外齒輪76經(jīng)由偏心體74進行擺動，經(jīng)由滑動促進部件81、內(nèi)銷80及輸出法蘭82從輸出軸84輸出該外齒輪76相對于內(nèi)齒輪78的相對旋轉(zhuǎn)(自轉(zhuǎn)成分)。
[0043]另外，輸出軸84被組裝于第2外殼體48Β的內(nèi)周的自動調(diào)心滾子軸承85及配置于第I外殼體48Α的內(nèi)周的滾子83支承。輸出軸84上經(jīng)由外花鍵87連結(jié)有上述的輸出小齒輪24，并且該輸出小齒輪24與已說明的回轉(zhuǎn)齒輪28(圖1?圖3)嚙合。
[0044]如前所述，第I偏航減速裝置Gl及第2偏航減速裝置G2存在結(jié)構(gòu)上的差異。其理由與該偏航驅(qū)動系統(tǒng)14的作用有著很深的關(guān)系。在此，在具體地對第I偏航減速裝置Gl及第2偏航減速裝置G2的結(jié)構(gòu)上的差異進行說明之前，先對偏航驅(qū)動系統(tǒng)14的作用進行說明的同時，說明為何使第I偏航減速裝置Gl與第2偏航減速裝置G2的結(jié)構(gòu)上存在差異的理由。
[0045]再次參考圖1，在該偏航驅(qū)動系統(tǒng)14中，馬達22的馬達軸46的旋轉(zhuǎn)通過正交齒輪減速機構(gòu)40的準雙曲面小齒輪47與準雙曲面齒輪50的嚙合被初級減速，并且旋轉(zhuǎn)軸的方向被改變90度，接著經(jīng)由平行軸減速機構(gòu)42的小正齒輪60及正齒輪64傳遞至空心軸66。空心軸66的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由鍵67 (及螺栓68)傳遞至連接軸70，經(jīng)由花鍵71傳遞至行星齒輪減速機構(gòu)44的輸入軸72。
[0046]若行星齒輪減速機構(gòu)44的輸入軸72旋轉(zhuǎn)，則外齒輪76經(jīng)由偏心體74 (內(nèi)接于內(nèi)齒輪78的同時)進行擺動旋轉(zhuǎn)，因此產(chǎn)生外齒輪76與內(nèi)齒輪78的嚙合位置依次偏離的現(xiàn)象。其結(jié)果，行星齒輪減速機構(gòu)44的輸入軸72每旋轉(zhuǎn)I次，外齒輪76就擺動I次，并且相對于(被固定于短艙12)內(nèi)齒輪78偏離I齒量的相位。通過經(jīng)由滑動促進部件81、內(nèi)銷80及輸出法蘭(輪架)82將該相位偏離(外齒輪76的自轉(zhuǎn)成分)輸出至輸出軸84，從而實現(xiàn)行星齒輪減速機構(gòu)44的減速。
[0047]輸出小齒輪24在通過輸出軸84的旋轉(zhuǎn)進行自轉(zhuǎn)的同時相對于(組裝于圓筒支柱11)回轉(zhuǎn)齒輪28的軸心36進行公轉(zhuǎn)(參考圖3)。由于各個偏航減速裝置G(Ga?Gd)被固定于短艙12上，結(jié)果，短艙12相對于該圓筒支柱11側(cè)的回轉(zhuǎn)齒輪28的軸心36向水平方向進行旋轉(zhuǎn)(回轉(zhuǎn))。
[0048]為了進行短艙12的這種回轉(zhuǎn)驅(qū)動，優(yōu)選各偏航減速裝置G(Ga?Gd)均具有相同的結(jié)構(gòu)，并且將各馬達22的動力均勻地傳遞至回轉(zhuǎn)齒輪28側(cè)。出于這種觀點，以往的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)的各個偏航減速裝置均構(gòu)成為相同的結(jié)構(gòu)。
[0049]然而，例如該實施方式所涉及的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備10為將葉片20朝向迎風(fēng)的方向(以葉片20位于短艙12的迎風(fēng)側(cè)的狀態(tài))而進行發(fā)電的上風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，因此若發(fā)電中葉片20受到風(fēng)，則該葉片20受到朝向背風(fēng)側(cè)的力。其結(jié)果，支承該葉片20的短艙12整體相對于圓筒支柱11向背風(fēng)側(cè)(葉片相反側(cè))移動。如此，由于各個偏航減速裝置G被固定于短艙12，因此相對于處于固定狀態(tài)的圓筒支柱11側(cè)的回轉(zhuǎn)齒輪28分別朝向葉片相反側(cè)(參考圖4的箭頭a?d)平行地移動相同距離。
[0050]其結(jié)果，各個偏航減速裝置G (Ga?Gd)的輸出小齒輪24 (24a?24d)相對于回轉(zhuǎn)齒輪28的嚙合狀態(tài)發(fā)生改變。利用圖4對該狀態(tài)進行更詳細的說明。
[0051]在如本實施方式的上風(fēng)式且回轉(zhuǎn)齒輪28為外齒輪、輸出小齒輪24外接于該回轉(zhuǎn)齒輪28的類型的偏航驅(qū)動系統(tǒng)14中，若在葉片20的軸線Xl橫穿回轉(zhuǎn)齒輪28的位置(距葉片20的距離最小的位置)Pl配置有偏航減速裝置，則位于該位置Pl的偏航減速裝置的輸出小齒輪24h極強地按壓于回轉(zhuǎn)齒輪28，側(cè)隙也被堵塞。
[0052]偏航減速裝置的配置位置越遠離位置Pl (偏航減速裝置的配置位置越遠離葉片20)，輸出小齒輪24相對于回轉(zhuǎn)齒輪28的按壓力就越弱，并且側(cè)隙縮小的程度也變小。而且，若偏航減速裝置的配置位置從葉片20遠離至比回轉(zhuǎn)齒輪28的節(jié)圓直徑d28與葉片20的軸線Xl正交的位置P2、P3更遠的位置，則與短艙12平行移動之前相比，輸出小齒輪24反而趨于遠離回轉(zhuǎn)齒輪28，從而與回轉(zhuǎn)齒輪28之間的側(cè)隙也進一步擴大。
[0053]在葉片20的軸線Xl再次橫穿回轉(zhuǎn)齒輪28的位置(距葉片20的距離最大的位置)P4，若存在位于該位置P4的偏航減速裝置，則輸出小齒輪24k距回轉(zhuǎn)齒輪28最遠，并且與該回轉(zhuǎn)齒輪28之間的側(cè)隙也擴大至最大。
[0054]根據(jù)本實施方式的具體配置，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備10為上風(fēng)式且各輸出小齒輪24 (24a?24d)外接于回轉(zhuǎn)齒輪28，因此位于距葉片20較近的位置P5、P6的第I偏航減速裝置Gl (Ga、Gb)的輸出小齒輪24a、24b通過短艙12向葉片的反方向的移動而按壓于回轉(zhuǎn)齒輪28。如此，回轉(zhuǎn)齒輪28與輸出小齒輪24a、24b的側(cè)隙也被堵塞。并且，出現(xiàn)如下狀態(tài)，即進一步遠離葉片20的位置P7、P8上的第2偏航減速裝置G2 (Ge、Gd)由于其位置更遠于位置P2、P3，因此伴隨短艙12整體的移動而更遠離回轉(zhuǎn)齒輪28，導(dǎo)致回轉(zhuǎn)齒輪28與輸出小齒輪24c、24d之間的側(cè)隙也進一步增大。
[0055]另一方面，通常在發(fā)電中刮相對較強的風(fēng)時，為了防止短艙12不必要地搖晃，通過設(shè)置于馬達22的負載相反側(cè)的制動裝置來進行使偏航減速裝置G的各旋轉(zhuǎn)要件成為不能旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)的控制。因此，若在該狀態(tài)下風(fēng)向發(fā)生改變，并且施加有使短艙12回轉(zhuǎn)的力，則可以推測在以往的偏航驅(qū)動系統(tǒng)14中產(chǎn)生如下現(xiàn)象:短艙12整體相對于圓筒支柱11移動而導(dǎo)致側(cè)隙被堵塞的“距葉片20較近的第I偏航減速裝置G1”使回轉(zhuǎn)齒輪28停止動作。這意味著側(cè)隙趨于擴大的第2偏航減速裝置G2的輸出小齒輪24處于與回轉(zhuǎn)齒輪28之間的側(cè)隙未被堵塞的狀態(tài)。其結(jié)果，可以認為風(fēng)力負載僅集中于第I偏航減速裝置Gl (根據(jù)情況，集中于2個第I偏航減速裝置Gl中的僅一個偏航減速裝置Ga或Gb)，容易導(dǎo)致第I偏航減速裝置Gl的狀態(tài)變得嚴峻。
[0056]并且，萬一第I偏航減速裝置Gl破損，將變成僅通過剩下的第2偏航減速裝置G2 (根據(jù)情況，通過2個第2偏航減速裝置G2中的僅一個偏航減速裝置Ge或Gd)來承受風(fēng)力負載，因此可以推測陷入了一個接一個連鎖性破損的情況。
[0057]因此，本實施方式中，將第I偏航減速裝置Gl與第2偏航減速裝置G2的結(jié)構(gòu)設(shè)為不同來應(yīng)對該情況。
[0058]圖1?圖5所示的實施方式中，第I偏航減速裝置Gl與第2偏航減速裝置G2構(gòu)成為如下，即固定動力傳遞系統(tǒng)的一端(例如兼做輸入軸的馬達軸46)，并且從另一端(例如輸出軸84側(cè))施加有預(yù)定轉(zhuǎn)矩時，使該另一端側(cè)(輸出軸84)的旋轉(zhuǎn)量不同。另外，為方便起見，以下將這種區(qū)別稱為“基于旋轉(zhuǎn)量的差異的區(qū)別”。
[0059]具體而言，如圖6所示，將第I偏航減速裝置Gl的連接軸90的軸直徑dl設(shè)為比第2偏航減速裝置G2的連接軸70的軸直徑d2細，并且將具有該設(shè)為較細的軸直徑dl的連接軸90的偏航減速裝置設(shè)為第I偏航減速裝置Gl，將具有軸直徑維持為d2的連接軸70的偏航減速裝置設(shè)為第2偏航減速裝置G2，從而實現(xiàn)了 “基于旋轉(zhuǎn)量的差異的區(qū)別”。
[0060]S卩，第I偏航減速裝置Gl由于軸直徑變細至dl，因此連接軸90的剛性降低。因此，在動力傳遞系統(tǒng)的一端(例如馬達軸46)通過制動裝置被固定，從另一端側(cè)(例如輸出軸84側(cè))施加有基于預(yù)定風(fēng)力負載的轉(zhuǎn)矩時，該另一端側(cè)的旋轉(zhuǎn)量趨于大于第2偏航減速裝置G2側(cè)的旋轉(zhuǎn)量。
[0061]由此，即使第I偏航減速裝置Gl的連接軸90的一端(通過制動機構(gòu))被固定，也會出現(xiàn)容許回轉(zhuǎn)齒輪28進一步稍微旋轉(zhuǎn)一點的情況。若回轉(zhuǎn)齒輪28能夠旋轉(zhuǎn)，則該回轉(zhuǎn)齒輪28還與側(cè)隙被擴大的第2偏航減速裝置G2的輸出小齒輪24抵接，因此，最終也能夠通過第2偏航減速裝置G2承受經(jīng)由回轉(zhuǎn)齒輪28而輸入的風(fēng)力負載。
[0062]所搭載的所有偏航減速裝置G (Ga?Gd)能夠共同承受來自回轉(zhuǎn)齒輪28側(cè)的風(fēng)力負載，其優(yōu)點很大。這是因為，例如，如本實施方式當偏航驅(qū)動系統(tǒng)由4個偏航減速裝置G(Ga?Gd)構(gòu)成時，實際上(與以往相比)能夠獲得與將風(fēng)力負載轉(zhuǎn)矩減少至大致1/4?1/2時相同的作用效果。即，根據(jù)本實施方式，在使用與以往同等大小的偏航減速裝置G (Ga?Gd)的同時，能夠極其有效地防止各個偏航減速裝置G (Ga?Gd)的破損(尤其是連鎖性的破損)。
[0063]另外，對于“基于旋轉(zhuǎn)量的差異的區(qū)別”，即，基于在第I偏航減速裝置與第2偏航減速裝置中固定動力傳遞系統(tǒng)的一端并從另一端側(cè)施加預(yù)定轉(zhuǎn)矩時，使該另一端側(cè)的旋轉(zhuǎn)量互不相同的結(jié)構(gòu)的這種區(qū)別，能夠考慮各種變形例。
[0064]例如，能夠舉出如下例子。
[0065]I)將第I偏航減速裝置Gl的正交齒輪減速機構(gòu)40的準雙曲面小齒輪47與準雙曲面齒輪50的嚙合的側(cè)隙設(shè)為大于第2偏航減速裝置G2偵U。
[0066]2)將第I偏航減速裝置Gl的平行軸減速機構(gòu)42的小正齒輪60與正齒輪64嚙合的側(cè)隙設(shè)為大于第2偏航減速裝置G2偵U。
[0067]3)如圖7所示，在構(gòu)成第I偏航減速裝置Gl的內(nèi)齒輪78的一部分的內(nèi)齒輪主體78B上沿著周向形成槽部78B1。由此，能夠使構(gòu)成內(nèi)齒輪78的內(nèi)齒的外銷78A的撓曲量大于第2偏航減速裝置G2偵U。
[0068]4)將構(gòu)成第I偏航減速裝置Gl的內(nèi)齒輪78的內(nèi)齒的外銷78A的直徑d78A設(shè)為比第2偏航減速裝置G2更細。由此，能夠期待第I偏航減速裝置Gl的內(nèi)齒輪78與外齒輪76之間的側(cè)隙增大，以及外銷78A的撓曲量增大。
[0069]5)使動力傳遞部件之間的連結(jié)部(例如，用于連結(jié)第I偏航減速裝置Gl的中繼連接器70A與行星齒輪減速機構(gòu)44的輸入軸72的花鍵71)具有側(cè)隙。
[0070]6)將第I偏航減速裝置Gl的滑動促進部件81的外徑d81設(shè)為小于第2偏航減速裝置G2的滑動促進部件81的外徑d81-2。換言之，將第I偏航減速裝置Gl中的滑動促進部件81的外周與外齒輪76的貫穿孔76A的內(nèi)周之間的間隙δ設(shè)為大于第2偏航減速裝置G2側(cè)的間隙δ。由此，能夠在外齒輪76與滑動促進部件81之間形成更大的側(cè)隙。
[0071]另外，通過該6)的方法所實現(xiàn)的“基于旋轉(zhuǎn)量的差異的區(qū)別”用于改變凹面與凸面較寬的滑動抵接部中的側(cè)隙，因此，與擴大上述I)的正交齒輪減速機構(gòu)或2)的平行軸減速機構(gòu)等的凸面與凸面較窄的滑動抵接部中的側(cè)隙的方法相比，(即使擴大側(cè)隙)也能夠獲得轉(zhuǎn)矩反轉(zhuǎn)時的沖擊的加劇較小的優(yōu)點。因此，作為使短艙的回轉(zhuǎn)方向根據(jù)風(fēng)力負載而頻繁變化的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中的偏航減速裝置具有側(cè)隙的結(jié)構(gòu)而優(yōu)選。
[0072]這些結(jié)構(gòu)均可以理解為“通過將第I偏航減速裝置Gl和第2偏航減速裝置G2的動力傳遞部件的形狀及尺寸設(shè)為不同或?qū)X輪的嚙合部的齒形及齒形校正設(shè)為不同來在第I偏航減速裝置Gl和第2偏航減速裝置G2之間實現(xiàn)“基于旋轉(zhuǎn)量的差異的區(qū)別”的例子”。
[0073]接著，對本發(fā)明的其他實施方式進行說明。
[0074]在以上說明的實施方式中，基本上著眼于建立如下系統(tǒng)，S卩，使第2偏航減速裝置G2也快速地分擔承受第I偏航減速裝置Gl所承受的風(fēng)力負載的一部分，從而能夠使所有的偏航減速裝置G(Ga?Gd)共同地承受風(fēng)力負載。然而,在該實施方式中,通過將第I偏航減速裝置Gl的容許轉(zhuǎn)矩設(shè)為“較大”來區(qū)別第I偏航減速裝置Gl與第2偏航減速裝置G2的結(jié)構(gòu)。
[0075]如前說明，該宗旨基于如下的技術(shù)思想，即例如在上風(fēng)式且輸出小齒輪24外接于回轉(zhuǎn)齒輪28的類型中，與距葉片20的距離較大(距葉片20較遠)的第2偏航減速裝置G2相比，距葉片20的距離較小(距葉片20較近)的第I偏航減速裝置Gl更容易陷入更為嚴峻的狀態(tài)，因此，將第I偏航減速裝置Gl的容許轉(zhuǎn)矩設(shè)為大于第2偏航減速裝置G2的容許轉(zhuǎn)矩即可。
[0076]將該具體的例子示于圖8、圖9。
[0077]該實施方式中，將本發(fā)明應(yīng)用于具備有簡單行星齒輪減速機構(gòu)的偏航減速裝置中。
[0078]圖8示出作為第I偏航減速裝置Gl的偏航減速裝置Gx,圖9示出作為第2偏航減速裝置G2的偏航減速裝置Gy。兩個偏航減速裝置Gx與Gy的基本結(jié)構(gòu)類似，因此，為方便起見，對于相同或類似的部件標注相同的符號。
[0079]該第I偏航減速裝置Gl (Gx)及第2偏航減速裝置G2 (Gy)均設(shè)為如下:馬達106的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由連接器108自第I簡單行星齒輪機構(gòu)111的恒星齒輪116輸入，并且通過3級簡單行星齒輪機構(gòu)111?113的減速，自末級的第4簡單行星齒輪機構(gòu)114(214)的輪架118輸出，進而經(jīng)由花鍵120傳遞至輸出軸122及小齒輪124。
[0080]圖8的第I偏航加速裝置Gl (Gx)中，作為末級的第4簡單行星齒輪機構(gòu)具有寬幅的第4簡單行星齒輪機構(gòu)114。S卩，第I偏航加速裝置Gl (Gx)的末級的第4簡單行星齒輪機構(gòu)114的恒星齒輪114A、行星齒輪114B及內(nèi)齒輪114C的齒寬為Wla、Wlb及Wlc。并且，第2偏航減速裝置G2 (Gy)的末級的第4簡單行星齒輪機構(gòu)214的恒星齒輪214A、行星齒輪214B及內(nèi)齒輪214C的齒寬分別為比第I偏航減速裝置Gl (Gx)側(cè)窄的W2a、W2b及W2c。
[0081]并且，支承行星齒輪114B、214B的軸承125在第I偏航減速裝置Gl中有3個，而第2偏航減速機構(gòu)G2中有2個，并且第I偏航減速裝置Gl的軸承125的容許轉(zhuǎn)矩也比第2偏航減速裝置G2側(cè)增大。結(jié)果，第I偏航減速裝置Gl整體上確保有高于第2偏航減速裝置G2的容許轉(zhuǎn)矩。因此，即使由于短艙12的動作，第I偏航減速裝置Gl陷入更為嚴峻的狀態(tài)，第I偏航減速裝置Gl也能夠靠其本身確保較高的耐久性。而且，由于僅對第I偏航減速裝置Gl增大容許轉(zhuǎn)矩(高成本化)，因此與增大所有偏航減速裝置G的容許轉(zhuǎn)矩的結(jié)構(gòu)相比,能夠抑制偏航驅(qū)動系統(tǒng)整體的高成本化。
[0082]另外，作為加大第I偏航減速裝置Gl的容許轉(zhuǎn)矩的具體區(qū)別的例子，除上述的例子，還有如下例子。
[0083]11)作為第I偏航減速裝置Gl采用設(shè)為大于第2偏航減速裝置G2的(I?2等級大型的)減速裝置。此時的I?2等級大型是指相似形且整體較大，而并非如圖8、圖9所示的那樣僅加大減速機的一部分。另外，為了與相同的回轉(zhuǎn)齒輪28嚙合，只有輸出小齒輪24，組裝與第2偏航減速裝置G2的輸出小齒輪24相同大小的(模塊)輸出小齒輪24。
[0084]12)將偏航減速裝置整體的外形的尺寸設(shè)為相同，并且將第I偏航減速裝置Gl的強度上較為苛刻的部分(例如連接軸70)的軸直徑等設(shè)為大于第2偏航減速裝置G2。
[0085]13)將搭載于第I偏航減速裝置Gl的軸承的類型變更為容許轉(zhuǎn)矩大于搭載于第2偏航減速裝置G2的軸承的類型(例如球軸承一滾子軸承)。
[0086]14)(即使形狀及尺寸相同)根據(jù)熱處理的方法及材料的選定，使第I偏航減速裝置Gl具有更高的容許轉(zhuǎn)矩特性。
[0087]另外，在多數(shù)情況下，提高這些第I偏航減速裝置Gl的容許轉(zhuǎn)矩的區(qū)別與所述“基于旋轉(zhuǎn)量的差異的區(qū)別”能夠同時適用。
[0088]換言之，在上風(fēng)式且回轉(zhuǎn)齒輪為外齒輪、并且輸出小齒輪外接于回轉(zhuǎn)齒輪的類型中，從“基于旋轉(zhuǎn)量的差異的區(qū)別”的觀點來看，優(yōu)選設(shè)定第I偏航減速裝置Gl的旋轉(zhuǎn)量更大的結(jié)構(gòu)，并且從容許轉(zhuǎn)矩的區(qū)別的觀點來看，同樣優(yōu)選將第I偏航減速裝置Gl設(shè)定為較大的結(jié)構(gòu)。只要至少實現(xiàn)一方的區(qū)別，就能夠獲得本發(fā)明的相應(yīng)的作用效果，而通過并用能夠獲得相乘效應(yīng)。
[0089]另外，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片的結(jié)構(gòu)除了上述實施方式的“將葉片朝向迎風(fēng)的方向而進行發(fā)電的上風(fēng)式”之外，還有“將葉片朝向背風(fēng)的方向(葉片位于短艙的背風(fēng)側(cè)的狀態(tài))而進行發(fā)電的下風(fēng)式”。并且，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)有“輸出小齒輪外接于主體側(cè)的回轉(zhuǎn)齒輪的類型”及“輸出小齒輪內(nèi)接于主體側(cè)的回轉(zhuǎn)齒輪的類型”。即，作為組合具有“上風(fēng)式-外接類型”、“下風(fēng)式-外接類型”、“上風(fēng)式-內(nèi)接類型”及“下風(fēng)式-內(nèi)接類型”這4個類型的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。
[0090]上述類型中，“下風(fēng)式-內(nèi)接類型”有與已說明的“上風(fēng)式-外接類型”相同的傾向。即，距葉片的距離較小的(距葉片較近的)第I偏航減速裝置Gl的輸出小齒輪趨于靠近回轉(zhuǎn)齒輪而側(cè)隙被堵塞，并且距葉片的距離較大的(距葉片較遠)第2偏航減速裝置G2的輸出小齒輪趨于遠離回轉(zhuǎn)齒輪而側(cè)隙增大。
[0091]然而，“上風(fēng)式-內(nèi)接類型”及“下風(fēng)式-外接類型”的這種靠近及遠離的趨勢與“上風(fēng)式-外接類型”及“下風(fēng)式-內(nèi)接類型”的靠近及遠離的趨勢完全相反。即，距葉片的距離較小的(距葉片較近的)第I偏航減速裝置Gl的輸出小齒輪趨于遠離回轉(zhuǎn)齒輪而側(cè)隙擴大，并且距葉片的距離較大的(距葉片較遠的)第2偏航減速裝置G2的輸出小齒輪趨于靠近回轉(zhuǎn)齒輪而側(cè)隙被堵塞。
[0092]因此，在“上風(fēng)式-內(nèi)接類型”及“下風(fēng)式-外接類型”中，根據(jù)與以上說明的第I偏航減速裝置Gl和第2偏航減速裝置G2的區(qū)別完全相反的特性進行區(qū)別即可。即，在“上風(fēng)式-內(nèi)接類型”及“下風(fēng)式-外接類型”中，從“基于旋轉(zhuǎn)量的差異的區(qū)別”的觀點來看，優(yōu)選將第2偏航減速裝置G2的旋轉(zhuǎn)量設(shè)為更大的結(jié)構(gòu)，并且，從容許轉(zhuǎn)矩的區(qū)別的觀點來看，同樣優(yōu)選將第2偏航減速裝置G2設(shè)定為較大的結(jié)構(gòu)。
[0093]另外，上述實施方式中，將本發(fā)明應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中具備有4個偏航減速裝置的偏航驅(qū)動系統(tǒng)中，但是偏航減速裝置的數(shù)量并不限定于4個，多出或少于4個均可(各個偏航減速裝置的間隔也未必一定為等間隔)。
[0094]距偏航減速裝置的葉片的距離有3種以上時，若著眼于不同距離的特定的2個偏航減速裝置，則將距葉片較近的偏航減速裝置理解成第I偏航減速裝置，將距葉片較遠的偏航減速裝置理解成第2偏航減速裝置，從而能夠應(yīng)用本發(fā)明。
[0095]例如，一種“特定的偏航減速裝A”能夠以如下方式(多重適用本發(fā)明)建立偏航驅(qū)動系統(tǒng):相對于距葉片更近的偏航減速裝置B具有作為第2偏航減速裝置的結(jié)構(gòu)，同時，相對于距葉片更遠的偏航減速裝置C具有作為第I偏航減速裝置的結(jié)構(gòu)。
[0096]相反，距偏航減速裝置的葉片的距離有3種以上時，例如也可以僅將其中最近的偏航減速裝置理解成第I偏航減速裝置，而其他的偏航減速裝置則與距離無關(guān)均作為第2偏航減速裝置來進行相同的設(shè)計(相反也可)。即，距離不同的2個以上的偏航減速裝置無需一定設(shè)為彼此不同的結(jié)構(gòu)。
[0097]而且，關(guān)于第I偏航減速裝置及第2偏航減速裝置的結(jié)構(gòu)上的具體區(qū)別本身，本發(fā)明并非限定為基于上述差異(旋轉(zhuǎn)量或容許轉(zhuǎn)矩的差異)的區(qū)別。
[0098]并且，上述實施方式中作為偏航減速裝置的減速機構(gòu)，例示有基于正交軸齒輪+平行軸齒輪+偏心擺動型行星齒輪的組合的減速機構(gòu)及基于多個簡單行星齒輪的組合的減速機構(gòu)，但并不特別限定為偏航減速裝置的減速機構(gòu)，任何減速機構(gòu)均可。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)，使至少包括第I偏航減速裝置及第2偏航減速裝置的多個偏航減速裝置的各個輸出小齒輪與風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的主體側(cè)的回轉(zhuǎn)齒輪嚙合來回轉(zhuǎn)驅(qū)動短艙，其特征在于， 從該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片至所述第I偏航減速裝置的距離與從該葉片至所述第2偏航減速裝置的距離不同， 所述第I偏航減速裝置與所述第2偏航減速裝置的結(jié)構(gòu)不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 在所述第I偏航減速裝置與所述第2偏航減速裝置中固定動力傳遞系統(tǒng)的一端，從另一端側(cè)施加預(yù)定轉(zhuǎn)矩時，使該另一端側(cè)的旋轉(zhuǎn)量互不相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述第I偏航減速裝置的特定部件的軸直經(jīng)和所述第2偏航減速裝置的與所述特定部件對應(yīng)的部件的軸直徑不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3的任一項所述的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述第I偏航減速裝置與第2偏航減速裝置的動力傳遞的容許轉(zhuǎn)矩不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述第I偏航減速裝置的特定齒輪的齒寬和所述第2偏航減速裝置的與所述特定齒輪對應(yīng)的齒輪的齒寬不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備為將所述葉片朝向迎風(fēng)的方向而進行發(fā)電的上風(fēng)式且所述輸出小齒輪外接于所述主體側(cè)的回轉(zhuǎn)齒輪的類型的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備， 從所述葉片至所述第I偏航減速裝置的距離小于從該葉片至所述第2偏航減速裝置的距離， 所述第I偏航減速裝置的權(quán)利要求2所述的所述旋轉(zhuǎn)量及權(quán)利要求4所述的所述容許轉(zhuǎn)矩的至少一方大于所述第2偏航減速裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備為將所述葉片朝向迎風(fēng)的方向而進行發(fā)電的上風(fēng)式且所述輸出小齒輪內(nèi)接于所述主體側(cè)的回轉(zhuǎn)齒輪的類型的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備， 從所述葉片至所述第I偏航減速裝置的距離小于從該葉片至所述第2偏航減速裝置的距離， 所述第2偏航減速裝置的權(quán)利要求2所述的所述旋轉(zhuǎn)量及權(quán)利要求4所述的所述容許轉(zhuǎn)矩的至少一方大于所述第I偏航減速裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備為將所述葉片朝向背風(fēng)的方向而進行發(fā)電的下風(fēng)式且所述輸出小齒輪外接于所述主體側(cè)的回轉(zhuǎn)齒輪的類型的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備， 從所述葉片至所述第I偏航減速裝置的距離小于從該葉片至所述第2偏航減速裝置的距離， 所述第2偏航減速裝置的權(quán)利要求2所述的所述旋轉(zhuǎn)量及權(quán)利要求4所述的所述容許轉(zhuǎn)矩的至少一方大于所述第I偏航減速裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的偏航驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備為將所述葉片朝向背風(fēng)的方向而進行發(fā)電的下風(fēng)式且所述輸出小齒輪內(nèi)接于所述主體側(cè)的回轉(zhuǎn)齒輪的類型的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備， 從所述葉片至所述第I偏航減速裝置的距離小于從該葉片至所述第2偏航減速裝置的距離， 所述第I偏航減速裝置的權(quán)利要求2所述的所述旋轉(zhuǎn)量及權(quán)利要求4所述的所述容許轉(zhuǎn)矩的至少一方大于所述第2偏航減速裝置。
【文檔編號】F03D7/02GK104514684SQ201410299145
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】峯岸清次, 吹原勝司, 淺野大作 申請人:住友重機械工業(yè)株式會社