[发明专利]发电设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电设备，在该发电设备中，主轴在外力作用下的旋转的速度通过加速装置增大以驱动发电机。

背景技术

加速装置用于风力发电设备以使风力由叶片接收以使连接至叶片的主轴旋转，并且使主轴的旋转的速度增大以驱动发电机。如图16中示出的，加速装置22包括行星齿轮机构203、高速齿轮机构204和输出轴205，行星齿轮机构203接收主轴200的旋转以增大速度，高速齿轮机构204接收通过行星齿轮机构203增大了速度的旋转并且进一步增大旋转的速度，输出轴205输出高速齿轮机构204的运行扭矩。

行星齿轮机构203构造成使得当联接至主轴200而能够一起旋转的输入轴203a旋转时，行星架203b也旋转，因而通过行星齿轮203c使太阳轮203d以增大的速度旋转，并且使旋转被传输至高速齿轮机构204的低速轴204a。高速齿轮机构204构造成当低速轴204a旋转时，通过低速齿轮204b和第一中间齿轮204c使中间轴204d以增大的速度旋转，并且进一步通过第二中间齿轮204e和高速齿轮204f使输出轴205以增大的速度旋转。作为用于以可旋转的方式支撑加速装置202的低速轴204a、中间轴204d和输出轴205的相应的轴承，常常使用滚子轴承206至211(例如，见日本专利申请公开No.2007-232186(JP 2007-232186A))。

此外，如下风力发电设备是已知的：该风力发电设备通过叶片接收风力以使连接至叶片的主轴旋转，并且增大主轴的转速以驱动发电机。例如如图16中示出的，用于增大主轴的旋转的速度的加速装置包括行星齿轮机构203、高速齿轮机构204和输出轴205，行星齿轮机构203增大从主轴200接收的旋转的转速，高速齿轮机构204进一步增大从行星齿轮机构203接收的旋转的速度，输出轴205输出高速齿轮机构204的运行扭矩。输出轴205联接至发电机的驱动轴(未示出)从而能够传输驱动力。

行星齿轮机构203构造成使得当主轴200的旋转被传输至输入轴203a时，行星架203b旋转，因而通过行星齿轮203c使太阳轮203d以增大的速度旋转，并且该旋转被传输至高速齿轮机构204的低速轴204a。此外，高速齿轮机构204构造成当旋转从行星齿轮机构203传输至低速轴204a时通过低速齿轮204b和第一中间齿轮204c使中间轴204d以增大的速度旋转，并且进一步通过第二中间齿轮204e和高速齿轮204f使输出轴205以增大的速度旋转。

作为用于以可旋转的方式支撑加速装置202的低速轴204a、中间轴204d和输出轴205的相应的轴承，常常使用滚子轴承206至211(例如，见JP 2007-232186A)。

发明内容

在风力发电设备中，在支撑以高速旋转的输出轴的滚子轴承中产生滚子的滚动接触面或者转动轮(turning wheel)的滚道面上的涂污效应(产生表面层咬粘的现象)，因而可能减少滚动轴承的寿命。本发明的目的是提供一种发电设备，其能够有效地防止在支撑加速装置的输出轴的滚动轴承中产生涂污效应(smearing)。

本申请的发明人热切地研究了涂污现象的产生机理。结果，本发明人发现，当主轴的转速由于风力的减小而快速减小时，发电机的驱动轴的转速在具有较重的重量的发电机的转子的惯性的作用下超过输出轴的转速，因而产生所谓的扭矩损失(载荷损失)，施加于支撑输出轴的滚子轴承的径向载荷通过扭矩损失而降低，滚子与保持滚子的保持器之间的滑动摩擦阻力超过滚子轴承的滚子与转动轮之间的滚动摩擦阻力，因此滚子的旋转被延迟。本发明人还发现，当主轴的转速由于风能的增大而从上述状态快速增大时，加入了来自于增大的转速的惯性矩，从而增大了施加于支撑输出轴的滚子轴承的径向载荷，因而在高载荷在此时施加于滚子的状态下，滚子在与转动轮的接触面上滑移，接触面的温度升高，由此产生涂污效应。本发明人基于这些发现完成本申请的发明。