[發明專利]風力渦輪機發電機和用于風力渦輪機發電機的滾動軸承

無效

• 申請號: 201080003348.6
• 申請日: 2010-05-31
• 公開（公告）號: CN102439291A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 渡邊直太
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D11/00;F16C19/55;F16C33/66
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 劉曉峰

技術領域

本發明涉及承受風力渦輪機發電機的高靜載荷的滾動軸承和采用該滾動軸承的風力渦輪機發電機。?

背景技術

風力渦輪機發電機通常由用于接收風的槳葉連接至其上的轉子轂、用于將轉子轂的旋轉傳遞至發電機側的旋轉軸、塔架以及用于容納旋轉軸、發電機和類似物的短艙組成。?

在風力渦輪機發電機中，使用多種滾動軸承，如用于支撐短艙基座使得短艙基座可以旋轉的軸承，以及用于支撐槳葉以便可以調整槳葉的槳距的軸承。?

該風力渦輪機發電機暴露至諸如強風之類的天氣，因此滾動軸承承受大載荷。而且，從有效發電的觀點看，鼓勵制造較大的風力渦輪機發電機，并且風力渦輪機發電機的滾柱軸承上的載荷變大。?

為了對這種大載荷采取措施，專利文獻1提出了一種滾柱軸承，其具有用于支撐槳葉的內環、中心環和外環，以便可以調整槳葉的槳距。在該滾動軸承中，槳葉固定到其上的中心環由內環和外環從兩個表面支撐，以便使滾動軸承的載荷不同。?

[專利文獻]?

[專利文獻1]US?2008/0199315?

發明內容

同時，滾動軸承通常在旋轉時承受載荷，因此在軸承環和滾動元件之間維持潤滑狀態。然而，關于用于風力渦輪機發電機的滾動軸承，軸承環和滾動元件之間的潤滑狀況可能會由于下述原因而惡化。?

在風力渦輪機發電機中，根據風況，可能不能在長的時間周期內進行?槳距控制，并且軸承的內環和外環在長的時間周期內彼此相對保持靜止。當軸承在內環和外環彼此相對保持靜止時承受大載荷時，所述大載荷使潤滑油從軸承環(內環·外環)和滾動元件之間的空間流出，并且軸承的潤滑狀況惡化。?

在這點上，專利文獻1中披露的滾動軸承通過由內環和外環從其兩側支撐槳葉固定到其上的中心環而改善其耐用性，因為分散了軸承上的載荷。然而，對由軸承上的大載荷引起的潤滑狀況的惡化沒有采取措施，同時槳葉的槳距是恒定的(槳葉的螺距角相對于轉子轂靜止)。?

而且，為了將軸承保持在潤滑狀態，可行的是轉動短艙或規則地改變槳葉的槳距，但短艙的不必要的轉動或不必要的槳距控制會降低發電效率。?

考慮到上述問題，本發明的目標是提供用于風力渦輪機的滾動軸承和風力渦輪機，即使在滾動軸承在內環和外環保持相對靜止同時承受大載荷時，其也能防止潤滑狀況惡化。?

為了解決上述問題，本發明提供了一種用于風力渦輪機發電機的滾動軸承，用于支撐第一構件和相對于第一構件旋轉的第二構件，該滾動軸承包括：內環，第一構件固定至該內環；外環，第二構件固定至該外環；中心環，設置在內環和外環之間并且能夠獨立于內環和外環旋轉；滾動元件，以滾動元件能夠自由滾動的方式設置在內環和中心環之間以及中心環和外環之間；和用于使中心環旋轉的中心環驅動部件。?

在該滾動軸承中，能夠獨立于內環和外環旋轉的中心環設置在內環和外環之間，并由中心環驅動部件旋轉，使得設置在內環和中心環之間以及中心環和外環之間的滾動元件在中心環旋轉時滾動。因此，即使在軸承的內環和外環保持相對靜止且軸承承受大載荷時，通過旋轉中心環，也能避免軸承環和滾動元件之間的潤滑狀態變壞。?

而且，設置在內環和外環之間的中心環可以獨立于具有固定到其上的內環和具有固定到其上的外環旋轉，因此由中心環驅動部件進行的中心環的旋轉不影響內環和外環以及固定至內環和外環的第一構件和第二構件。因此，不需要進行不必要的導致降低發電效率的短艙轉動或槳葉的槳距控制。?

在用于風力渦輪機發電機的滾動軸承中，優選地還包括用于控制中心環驅動部件以在第一構件相對于第二構件在預定的時間周期內保持靜止時旋轉中心環的控制部件。在這里，代替使中心環不間斷地旋轉，控制部件控制使得中心環在需要時旋轉。?

以這種方式，當第一構件相對于第二構件在預定時間周期內保持靜止時，中心環驅動部件使中心環旋轉以降低驅動中心環要求的能量。?

在上述用于風力渦輪機發電機的滾動軸承中，中心驅動單元可以包括將動力供給至驅動軸的動力源和將已經從驅動軸輸出的動力傳遞至中心環的齒輪傳動機構。?

所述動力源為用于將動力供給至驅動軸的組成元件，并且可以不限制其物理、機械或電學配置，如其能量類型、供給方法和驅動軸的結構。該動力源例如可以為根據從外電源或發電機獲得電力運行的電動機。?

本文中的齒輪傳動機構可以為傳遞動力的齒輪組，且不限于其物理或機械配置。用作齒輪傳動機構的齒輪例如可以為斜齒輪、人字齒輪、齒條、錐齒輪、冠狀齒輪、蝸輪或準雙曲面齒輪。?