[發(fā)明專利]風(fēng)力發(fā)電裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080002747.0
• 申請(qǐng)日: 2010-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN102523749A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 川合正洋;關(guān)誠太;尾場瀬康裕;豪克.卡斯滕斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三菱重工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): F03D11/00
• 分類號(hào): F03D11/00;F03D7/04
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 岳雪蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有控制風(fēng)車翼的螺距角的電動(dòng)螺距驅(qū)動(dòng)裝置的風(fēng)力發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電裝置是如下的裝置，即具有風(fēng)車翼的旋轉(zhuǎn)體頭受到風(fēng)力而旋轉(zhuǎn)，利用增速器將該旋轉(zhuǎn)增速等，從而利用由此被驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。

上述旋轉(zhuǎn)體頭設(shè)置于風(fēng)車用塔架上并安裝于能夠偏轉(zhuǎn)的機(jī)艙端部，該旋轉(zhuǎn)體頭被支承為能夠繞大致水平的橫向旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。

如上所述的風(fēng)力發(fā)電裝置為了根據(jù)風(fēng)速來控制輸出而進(jìn)行改變風(fēng)車翼的角度的螺距控制。

作為以往的螺距驅(qū)動(dòng)裝置，已知有使用液壓的液壓螺距驅(qū)動(dòng)裝置或使用電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)螺距驅(qū)動(dòng)裝置(例如參照專利文獻(xiàn)1)。

專利文獻(xiàn)1：美國??專利第7717673號(hào)公報(bào)

以往的電動(dòng)螺距驅(qū)動(dòng)裝置具有作為驅(qū)動(dòng)源的電動(dòng)機(jī)和利用電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由減速器進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的行星齒輪，該電動(dòng)螺距驅(qū)動(dòng)裝置被固定支承于旋翼轂側(cè)。另一方面，風(fēng)車翼具有與行星齒輪嚙合的環(huán)形齒輪，該風(fēng)車翼的基端部(根部)側(cè)經(jīng)由軸承安裝于旋翼轂。因此，風(fēng)車翼根據(jù)行星齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)量使風(fēng)車翼整體同與行星齒輪嚙合的環(huán)形齒輪一體地相對(duì)于旋翼轂轉(zhuǎn)動(dòng)，故可以將風(fēng)車翼的螺距角改變至目標(biāo)值。

例如在環(huán)形齒輪的齒已損傷時(shí)等，如上所述的螺距驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)需要更換整個(gè)風(fēng)車翼。此時(shí)，需要使用起重機(jī)等器材進(jìn)行高空作業(yè)。

上述高空作業(yè)具有不僅起重機(jī)的調(diào)配等需要極大成本，而且作業(yè)時(shí)間也長的問題。特別是，對(duì)于設(shè)置于海上或山區(qū)等的風(fēng)力發(fā)電裝置而言，起重機(jī)等器材大多數(shù)情況下難以容易地靠近，除高成本的高空作業(yè)之外，因長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)停止而帶來的損失也成為較大的問題。

另一方面，本發(fā)明人等對(duì)電動(dòng)螺距驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作進(jìn)行檢驗(yàn)后得知螺距角的頻率集中于一部分，其不會(huì)在95度以上移動(dòng)。即，雖然環(huán)形齒輪的齒設(shè)置于風(fēng)車翼的整周(360度)，但在進(jìn)行螺距角控制時(shí)與行星齒輪嚙合的環(huán)形齒輪的嚙合范圍實(shí)際上只在大致1/4左右的95度左右的角度范圍使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述課題而作出的，其目的在于提供一種具有電動(dòng)驅(qū)動(dòng)螺距控制裝置的風(fēng)力發(fā)電裝置，通過有效利用在風(fēng)車翼的整周設(shè)置的環(huán)形齒輪的齒，即便環(huán)形齒輪的齒損傷，也可以降低使用起重機(jī)等進(jìn)行高空作業(yè)的次數(shù)。

本發(fā)明為了解決上述課題而采用了下述方案。

本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電裝置具有電動(dòng)螺距驅(qū)動(dòng)裝置，該電動(dòng)螺距驅(qū)動(dòng)裝置利用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)與風(fēng)車翼側(cè)的環(huán)形齒輪嚙合的行星齒輪以控制螺距角，所述風(fēng)力發(fā)電裝置的特征在于，設(shè)置有嚙合范圍可變機(jī)構(gòu)，該嚙合范圍可變機(jī)構(gòu)改變?cè)谶M(jìn)行螺距角控制時(shí)與固定支承于旋轉(zhuǎn)體頭側(cè)而轉(zhuǎn)動(dòng)的所述行星齒輪嚙合的所述環(huán)形齒輪的螺距角控制時(shí)嚙合范圍。

根據(jù)如上所述的本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電裝置，由于設(shè)置有嚙合范圍可變機(jī)構(gòu)，該嚙合范圍可變機(jī)構(gòu)改變?cè)谶M(jìn)行螺距角控制時(shí)與固定支承于旋轉(zhuǎn)體頭側(cè)而轉(zhuǎn)動(dòng)的行星齒輪嚙合的環(huán)形齒輪的螺距角控制時(shí)嚙合范圍，因此，在環(huán)形齒輪的齒損傷的情況下，可以改變與通常形成在360度范圍的環(huán)形齒輪嚙合的行星齒輪的嚙合范圍，以便將環(huán)形齒輪的螺距角控制時(shí)嚙合范圍移動(dòng)至無損傷的區(qū)域。即，即便環(huán)形齒輪的齒損傷，只要利用嚙合范圍可變機(jī)構(gòu)將僅使用95度左右的螺距角控制時(shí)嚙合范圍繞周向移動(dòng)以將其改變，則能夠?qū)Ш戏秶淖兊綗o損傷的區(qū)域，因此即使不更換環(huán)形齒輪，也可以進(jìn)行所需的螺距角控制。

另外，通過在環(huán)形齒輪破損之前改變環(huán)形齒輪與行星齒輪的嚙合范圍，從而也可以縮短環(huán)形齒輪的設(shè)計(jì)壽命。

在上述發(fā)明中，所述嚙合范圍可變機(jī)構(gòu)優(yōu)選為繞旋翼轂側(cè)的環(huán)形齒輪周向設(shè)置在多個(gè)部位且能夠進(jìn)行選擇的所述電動(dòng)螺距驅(qū)動(dòng)裝置的固定支承部，由此，可以使將行星齒輪固定支承于旋轉(zhuǎn)體頭的位置繞周向移動(dòng)，以便將環(huán)形齒輪的螺距角控制時(shí)嚙合范圍改變到無損傷的區(qū)域。

另外，此時(shí)的行星齒輪固定支承部優(yōu)選繞周向等間距地預(yù)先設(shè)置2～4個(gè)部位。

在上述發(fā)明中，所述嚙合范圍可變機(jī)構(gòu)優(yōu)選是設(shè)置于所述環(huán)形齒輪和所述風(fēng)車翼之間的固定/固定解除切換機(jī)構(gòu)，由此，當(dāng)環(huán)形齒輪的齒損傷時(shí)，利用固定/固定解除切換機(jī)構(gòu)解除環(huán)形齒輪和風(fēng)車翼之間的固定，以使環(huán)形齒輪自身繞周向旋轉(zhuǎn)，則可以將與固定側(cè)的行星齒輪嚙合的螺距角控制時(shí)嚙合范圍改變到無損傷的區(qū)域。

作為上述情況下的固定/固定解除切換機(jī)構(gòu)，具有例如使用多個(gè)螺栓/螺母將環(huán)形齒輪固定于風(fēng)車翼的結(jié)構(gòu)，若在將環(huán)形齒輪的固定解除的狀態(tài)下使行星齒輪旋轉(zhuǎn)，則可以使環(huán)形齒輪相對(duì)于風(fēng)車翼旋轉(zhuǎn)。

另外，由于通常的風(fēng)車翼為纖維強(qiáng)化塑料(FRP)制風(fēng)車翼，因此，優(yōu)選在用螺栓/螺母固定環(huán)形齒輪的風(fēng)車翼側(cè)設(shè)置金屬制的連結(jié)環(huán)。