JP5148346B2

JP5148346B2 - 風力発電装置

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Publication number: JP5148346B2
Application number: JP2008102754A
Authority: JP
Inventors: 孝文吉田; 功彦正田; 伸中山
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2008-04-10
Filing date: 2008-04-10
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2028-04-10
Also published as: JP2009250213A

Description

本発明は、自然エネルギーの風を回転力に変換する風車を用いて発電を行う風力発電装置に関する。

従来、自然エネルギーである風力を利用して発電を行う風力発電装置が知られている。この種の風力発電装置は、支柱上に設置されたナセルに、風車回転翼（以下、「風車翼」と呼ぶ）を取り付けたロータヘッドと、このロータヘッドと一体に回転するよう連結された主軸と、風車翼に風力を受けて回転する主軸を連結した増速機と、増速機の軸出力によって駆動される発電機とを設けたものであり、適所を軸受により支持されている。このように構成された風力発電装置においては、風力を回転力に変換する風車翼を備えたロータヘッド及び主軸が回転して軸出力を発生し、主軸に連結された増速機を介して回転数を増した軸出力が発電機に伝達される。従って、風力を回転力に変換して得られる軸出力を発電機の駆動源とし、発電機の動力として風力を利用した発電を行うことができる。

風力発電装置において、ドライブトレインの役目は、（１）風荷重の支持、（２）トルクの伝達、（３）ロータヘッド回転数の増速である。そして、従来のドライブトレインにおいては、多くの場合、主軸を２個の軸受で支持し、その後に増速機を配置した構成とされる。
また、ロータのハブを遊星ギアの遊星ホルダーに固着するように構成された風力発電装置において、極めて大きな電力を生成する風力発電装置に適し、かつ、極めて小型でありながら遊星ホルダーの軸受に所定の弾性を持たせることができるものが提案されている。この場合の増速機は、遊星ギアを備えたプラネタリ型である。（たとえば、特許文献１参照）

また、コンパクトに構成され、据付特性、修理特性及び監視特性に優れた風力発電装置が提案されている。この風力発電装置には、遊星歯車式の動力伝達装置（プラネタリ型）が使用されている。（たとえば、特許文献２参照）
米国特許第６８７２０４９号明細書特開２０００−３３７２４５号公報

近年、風力発電装置は、大出力化とともに大型化する傾向にあり、ドライブトレインの構成機器等についても同様に大型化して重量を増す傾向にある。特に、２個の軸受で支持した主軸に増速機を配置するドライブトレインの場合、大型化により重量を増すだけでなく軸方向の長さも増大する。このため、支柱や基礎等の負担が増すとともに、支柱上部へのナセル据付作業が困難になるという問題も指摘されている。
なお、遊星ギアが公転するプラネタリ型の増速機は、公転する軌道の下方に設けたオイルバスによる潤滑となることから、オイルバスから離れた位置における潤滑が不利になるなど、潤滑面の問題を有している。

このような背景から、軸方向の長さを短くすることができ、しかも、軽量化が可能となる低コストのドライブトレインを備えた風力発電装置が望まれる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、軸方向の長さを短くするとともに、軽量化を可能にした低コストのドライブトレインを備えた風力発電装置を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る風力発電装置は、風車回転翼が取り付けられて一体に回転するロータヘッドとドライブトレインを介して連結されている発電機を駆動して発電を行う風力発電装置であって、前記ロータヘッドから前記発電機まで回転力を伝達するドライブトレインの増速機が、第１段増速部に主軸受と一体のスター型増速機構を備えていることを特徴とするものである。

このような風力発電装置によれば、ロータヘッドから発電機まで回転力を伝達するドライブトレインの増速機が、第１段増速部に主軸受と一体のスター型増速機構を備えているので、増速機を軸方向へ短くするとともに、小型軽量化することができる。また、スター型の増速機構は、遊星部が公転しないため潤滑が容易になる。

上記の発明において、前記スター型増速機構は、太陽部及び遊星部が歯車またはトラクションドライブ部材により構成されていることが好ましい。この場合、トラクションドライブ部材を使用すれば、運転時の騒音を低減できる。

上記の発明において、前記主軸受は、前記スター型増速機構のリング部材と一体化されていることが好ましい。この場合のリング部材は、主軸受の内周面に嵌合して一体化させてもよいし、あるいは、主軸受の内周面に歯車またはトラクション面を形成してもよい。

上記の発明において、前記リング部材は、前記主軸受を軸方向に二分割した軸受間に挟持されていることが好ましく、これにより、主軸に作用するモーメントに対する耐性が向上する。

上記の発明の参考例において、前記主軸受は、予圧型を採用することが好ましく、これにより、主軸受内に設置されたローラ部材の密着力（押圧力）を調整することができる。

上記の発明の参考例において、前記遊星部は、回転軸の両側が支持されていることが好ましく、これにより、荷重負担を分担して摺動部に片当たりが生じることを防止できる。

上述した本発明の風力発電装置によれば、増速機と主軸受との一体化によりドライブトレインの軸方向長さを短くし、ナセル台板等を含めたナセル全体の軽量化を可能にする。このため、ドライブトレイン自体の小型軽量化によるコスト低減とともに、大出力化に伴って大型化する傾向にある風力発電装置の支柱上部荷重を低減することができる。このような支柱上部荷重の低減は、支柱や基礎等の負担を軽減するだけでなく、ドライブトレインを収納設置するナセル等の現地据付作業を容易にするので、この点からも風力発電装置のコスト低減が可能になる。
また、遊星部の潤滑が容易な構成のため、耐久性や信頼性の高い増速機を備えた風力発電装置となる。

以下、本発明に係る風力発電装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
＜実施形態＞
図３に示す風力発電装置１は、基礎６上に立設される支柱２と、支柱２の上端に設置されるナセル３と、略水平な軸線周りに回転可能にしてナセル３に設けられるロータヘッド４とを有している。
ロータヘッド４には、その回転軸線周りに放射状にして複数枚の風車翼（風車回転翼）５が取り付けられている。これにより、ロータヘッド４の回転軸線方向から風車翼５に当たった風の力が、ロータヘッド４を回転軸線周りに回転させる動力に変換されるようになっている。なお、図示の風力発電装置１は、ナセル３の前方で風車翼５が回転するアップウインド型と呼ばれるものである。

図４は、本発明の一実施形態に係るドライブトレイン１０の概要を示す斜視図であり、ロータヘッドカバー及びナセルカバーを取り外した状態が示されている。
図示のドライブトレイン１０は、ハブ１１と、主軸１２と、増速機２０と、発電機１４とを具備して構成される。なお、図中の符号１３は高速カップリング、１５はトランス、１６は電力変換装置、４１は後述する最終出力軸である。

ハブ１１は、ロータヘッド４の内部に設置され、各風車翼５の一端が固定して取り付けられて一体に回転する。
主軸１２は、ハブ１１とナセル３内に設置されている増速機２０との間を連結し、風車翼５に風を受けて回転するロータヘッド４のトルクをハブ１１から増速機２０へ伝達する部材である。この主軸１２は、増速機２０と一体に構成された後述の主軸受５０（図１参照）により回転自在に支持されている。この場合の主軸受５０は、本体５１と内輪部５２との間にローラ部材５３を介在させた構成とされ、固定側の本体５１に対して内輪部５２が回動自在とされる。

増速機２０は、ロータヘッド４及びハブ１１と一体に回転する主軸１２の回転数を発電機１４の駆動に適した回転数まで増速した後、最終出力軸４１に連結された高速カップリング１３を介して発電機１４を駆動する装置である。すなわち、増速機２０は、主軸１２に連結されて一体に回転する入力軸の回転数（すなわち主軸１２の回転数）を歯車またはトラクションドライブを用いて増速し、増速機２０の最終出力軸４１と高速カップリング１３を介して連結された発電機１４にトルクを伝達して駆動することで発電を行うものである。

図１及び図２に示す参考例の増速機２０は、第１段増速部から第３段増速部まで３段階の増速を行うものである。この増速機２０の第１段増速部は、太陽歯車（太陽部）２１、遊星歯車（遊星部）２２及びリングギヤ（リング部）２３を組み合わせてなるスター型増速機構であり、主軸１２を支持する主軸受５０が外周部に一体に組み合わされた構成とされる。すなわち、太陽歯車２１の外周部に配置されて噛合する遊星歯車２２は、各々の設置位置で太陽歯車２１及びリングギヤ２３と噛合して自転するものの、太陽歯車２１の周囲を公転することはない。従って、このようなスター型の増速機２０の潤滑は、各遊星歯車２２に対して適所から潤滑油を供給することで容易に実施することができる。
図示の構成では、主軸１２とリングギヤ２３とが軸方向に突き合わされ、複数のボルト２４により一体に結合されている。リングギヤ２３は、外周面が主軸受５０に対して、すなわち、内輪部５２の内周面５２ａに圧入して嵌合されている。また、リングギヤ２３の内周面には、遊星歯車２２と噛合する内歯車２３ａが形成されている。

遊星歯車２２は、太陽歯車２１の周方向において、複数（たとえば４個）が等ピッチに配置されて互いに噛合している。各遊星歯車２２には、歯車の両側面へ突出する回転軸２２ａ，２２ｂが設けられている。両回転軸２２ａ，２２ｂは、それぞれが軸受２５を介して前面支持部材２６及び後面支持部材２７に回転自在に支持されている。このため、遊星歯車２２においては、二つの回転軸２２ａ，２２ｂが荷重を分担して負担可能な構造となるので、噛合部における片当たりの原因である荷重による回転軸の傾きを防止し、増速機２０の耐久性を増すことができる。なお、この場合の前面はロータヘッド４側であり、後面が発電機１４側である。

また、軸受２５を前面支持部材２６及び後面支持部材２７に組み付ける際、軸受２５の外輪は、通常の隙間ばめではなく、がたつきを生じない冷ばめとされる。さらに、前面支持部材２６及び後面支持部材２７との間において、遊星歯車２２のない空間部分には、両支持部材２６，２７間を連結するステー２８が設置される。このステー２８は、たとえば図２に示すように、円周方向に隣接する遊星歯車２２の間に、遊星歯車２２の回転と干渉しないように設置されている。
このように、遊星歯車２２を冷ばめしてがたつきのない軸受２５で支持するとともに、ステー２８を設けて第１段増速部を補強したことにより、風車翼５を支持するハブ１１とともに回転する主軸１２に撓みが生じたり、第１段増速部の噛合部が軸方向において片当たりが生じることを防止できるようになり、従って、増速機２０の耐久性や信頼性を増すことができる。

太陽歯車２１は、周囲に配設された複数の遊星歯車２２との噛合により、主軸１２と同軸上で回転可能に支持されている。すなわち、増速機２０の第１段増速部においては、軸中心位置に配置されて回転する太陽歯車２１が周囲に配設された遊星歯車２２と噛合し、さらに、遊星歯車２２は、外周側に配設されたリングギヤ２３と噛合することにより、主軸１２と一体に回転するリングギヤ２３の回転数が各歯車のギヤ比に応じて増速され、太陽歯車２１の出力軸２１ａから出力される。

上述した主軸受５０は、本体５１と後面支持部材２７との間にナセル３のフレーム部材３ａを挟持するようにして、各部材を貫通する複数のボルト５４を締め付けることにより固定支持されている。従って、主軸受５０は、増速機２０の外周部を嵌合させて、より具体的には、スター型とした増速機２０の第１段増速部と嵌合させて一体化した構成とされる。この結果、主軸２０及びリングギヤ２３は、ナセル３のフレーム部材３ａに支持された固定側の本体５１に対し、圧入により嵌合した内輪部５２と共に回転する。

図示の増速機２０は、太陽歯車２１の出力軸２１ａが後面側に配置されているプラネタリ型の第２段増速部と連結されている。
第２段増速部は、太陽歯車３０と、複数の遊星歯車３１と、リングギヤ３２と、出力軸３３とを具備して構成される。なお、第２段増速部及び後述する第３段増速部は、一体のケーシング３４の内部に収納され、このケーシング３４は、上述した後面支持部材２７に対して複数のボルト３５により固定されている。

太陽歯車３０は、一体の入力軸３０ａが連結部材３６を介して第１段増速部の出力軸２１ａと連結され、前後一対の軸受３７及び後述する複数の遊星歯車３１との噛合により、回転自在に支持されている。この太陽歯車３０は、入力軸３０ａを軸中心として円周方向へ等ピッチに配置された複数の軸部３０ｂを備えている。この軸部３０ｂには、軸受３８を介して遊星歯車３１が回転自在に支持されている。
遊星歯車３１は、ケーシング３４に固定支持されたリングギヤ３２の内歯車３２ａ及び出力軸３３の外周面に形成された外歯車３３ａと噛合している。そして、この遊星歯車３１は、太陽部材３０の回転により旋回する軸部３０ｂと一体に、軸部３０ｂの回りを自転しながら公転することとなる。この結果、出力軸３３の回転数は、第２段増速部を構成する各歯車のギア比に応じて出力軸２１ａと一体に回転する入力軸３０ａ及び太陽歯車３０の回転数から増速される。

上述した第２段増速部により増速された出力軸３３は、第３段増速部を構成する大歯車３９の内歯車３９ａと噛合して回転させる。この大歯車３９は、前後一対の軸受４０により回転自在に支持されている。そして、この大歯車３９は、外周面に形成した外歯車３９ｂが図示しない小歯車と噛合している。この小歯車は、高速カップリング１３を介して発電機１４を駆動する最終出力軸４１（図４参照）に取り付けられ、図１において大歯車３９の紙面裏側に位置して一体に回転する。
従って、第２段増速部で増速された出力軸３３の回転数は、各歯車のギア比に応じて最終出力軸４１の回転数まで増速される。すなわち、増速機２０においては、第１段増速部から第３段増速部まで主軸１２の回転数を３段階にわたって増速し、最終的には最終出力軸４１の回転数まで増速して発電機１４を駆動する。

このように、主軸１２を支持する主軸受５０を第１段増速部の外周に、すなわちリングギヤ２３に組み付けて一体化した構成の増速機２０は、風力発電装置１のドライブトレイン１０を軸方向に短くすることができる。このため、ナセル３の内部に収納設置されるドライブトレイン１０は、全体を小型軽量化することができる。また、ドライブトレイン１０を収納設置するナセル３についても、特にナセル台板の荷重負担を軽減して小型化できることから、全体を小型軽量化することができる。

次に、上述した参考例について、第１段増速部の第１変形例を図５に示して説明する。なお、以下に説明する変形例は、第２増速部及び第３増速部の構成が上述した参考例と同様であり、従って、その詳細な説明は省略する。なおまた、第１段増速部の構成についても、上述した参考例と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図５は、第１変形例に係る第１段増速部について、要部の構成を示す断面図である。主軸１２のフランジ部１２ａは、主軸受５０の本体５１に対して複数のボルト２４′により固定されている。本体５１の外周面には、リングギヤ２３の前面側内周面２３ｂが一体に回転するようスプライン等により嵌合されている。また、主軸受５０の内輪部５２は、内周面５２ａ側に設けた支持部材５５により補強されている。なお、この場合の主軸受５０は、ボルト５６の締め付けに応じてローラ部材５３の密着力を調整可能な予圧型軸受とされる。

一方、遊星歯車２２は、回転軸２２ｃにより回転自在に支持されている。この場合の回転軸２２ｃは、前面側が内輪部５２を貫通するボルト５６により支持され、かつ、後面側が軸受２５により支持されている。そして、遊星歯車２２は、外周側においてリングギヤ２３の内歯車２３ａと噛合し、内周側において太陽歯車２１と噛合している。なお、太陽歯車２１の出力軸２１ａが第２段増速部と連結される構成については、上述した参考例と同様である。

このように構成された第１段増速部は、主軸１２の回転により本体５１及びリングギヤ２３が一体に回転するので、リングギヤ２３と噛合する遊星歯車２２も回転軸２２ｃに支持されて回転する。さらに、遊星歯車２２の回転は、噛合する太陽歯車２１を回転させるので、主軸１２の回転数は、各歯車のギア比に応じて増速されて出力軸２１ａから第２段増速部へ伝達される。
そして、上述した構成の第１段増速部は、主軸１２を本体５１に連結する構成となるため、主軸１２と軸方向に突き合わせて結合したリングギヤ２３を内輪部５２に嵌合した構成と比較すれば、主軸受５０の小径化が可能となってコスト面で有利になる。また、上述したリングギヤ２３と本体５１とを一体に回転させる構造については、特に限定されるものではないが、主軸１２の調芯機能を有することからスプライン結合が望ましい。

図６に示す第２変形例では、主軸１２のフランジ部１２ａが予圧型とした主軸受５０の内輪部５２に連結されるとともに、内輪部５２の内周面には、リングギヤ２３の内歯車２３ａに相当する内歯車５２ｂが形成されている。この内歯車５２ｂは、遊星歯車２２と噛合している。すなわち、この変形例では、リングギヤ２３が主軸受５０と一体化された構成とされ、この結果、部品点数の低減が可能になる。また、軸方向の長さについても、上述した実施形態と比較して短縮することができる。
なお、図中の符号２２ｄは遊星歯車２２と一体の回転軸、５６は主軸１２のフランジ部を固定するボルトである。

図７に示す第３変形例では、上述した第２変形例と同様に、主軸１２のフランジ部１２ａが予圧型とした主軸受５０の内輪部５２に連結されている。そして、内輪部５２の後面側には、内輪部５２を貫通させた主軸固定用のボルト５６を用いて、リングギヤ２３のフランジ部２３ｂが固定されている。この場合、主軸１２及びリングギヤ２３に形成したフランジ部１２ａ，２３ｂが軸中心側へ延在しているので、これらのフランジ部１２ａ，２３ｂを内輪部５２の両側面に固定することで、上述した第２変形例と比較して主軸受５０を小径化することができる。

図８に示す本発明の一実施形態では、軸方向に二分割した主軸受５０Ａの間にリングギヤ２３を挟持した構成とされる。なお、図８は、図１に示す増速機の内部構成について、第１段増速部を示す要部断面図である。
主軸受５０Ａは、本体５１及び内輪部５２が軸方向に二分割されており、前面側の内輪部５２には主軸１２のフランジ部１２ａがボルト５６により固定されている。このようにして主軸１２が固定された前面側の内輪部５２は、後面側の内輪部５２との間にリングギヤ２３を挟持し、両方向からボルト５６，５６′を締め込んで一体化される。この結果、軸方向に前後一対配置されているローラ部材５３間の間隔は、略内輪部５２の間に挟持した遊星歯車２２の幅分だけ広がることとなる。従って、主軸受５０Ａにおいては、主軸１２の回転により作用するモーメントに対して耐性が向上する。

図９に示す本実施形態の変形例では、上述した実施形態と同様に、軸方向に二分割した主軸受５０Ｂの間にリングギヤ２３を挟持した構成とされるが、主軸１２の固定位置及びリングギヤ２３の挟持位置が異なっている。
すなわち、本体５１及び内輪部５２が軸方向に二分割された主軸受５０Ｂに対し、前面側の本体５１に主軸１２のフランジ部１２ａがボルト５６により固定されている。このようにして主軸１２が固定された前面側の本体５１は、後面側の本体５１との間にリングギヤ２３を挟持して図示省略のボルト等により固定して一体化される。この結果、軸方向に前後一対配置されているローラ部材５３間の間隔は、略本体５１間に挟持した遊星歯車２２の幅分だけ広がることとなる。従って、主軸受５０Ｂにおいては、主軸１２の回転により作用するモーメントに対して耐性が向上する。

さらに、この変形例によれば、リングギヤ２３が本体５１の間に挟持されているので、主軸受５０Ｂの径を上述した実施形態より小さくすることができ、従って、主軸受５０Ｂのコスト低減が可能となる。
なお、図中の符号２２ｅは遊星歯車２２の回転軸、２５Ａは遊星歯車２２を回転自在に支持する軸受である。

＜他の参考例＞
続いて、上述した増速機２０の第１段増速部について、歯車に代えてトラクションドライブを採用した他の参考例を図１０に基づいて説明する。この場合においても、第２増速部及び第３増速部の構成は上述した実施形態または参考例（各変形例を含む）と同様である。なお、第１段増速部の構成について、上述した実施形態及び参考例と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１０に示す参考例においては、上述した太陽歯車２１、遊星歯車２２及びリングギヤ２３に代えて、密着面に生じるトラクションにより動力（トルク）の伝達を行うトラクションドライブ部材の太陽ローラ（太陽部）６１、遊星ローラ（遊星部）６２及びリングローラ（リング部）６３が採用されている。

主軸１２は、主軸受７０の前面側に複数のボルト７１を用いて固定されている。この主軸受７０は、内周面側に一体化されたリングローラ６３を備えている。
遊星ローラ６２は、太陽ローラ６１とリングローラ６３との間に、周方向へ等ピッチに複数（たとえば３〜４個）設置されている。これらの遊星ローラ６２は、ローラ本体６２ａにボルト６２ｂで固定された回転軸６２ｃが軸受２５に回転自在に支持されている。すなわち、各遊星ローラ６２は、軸受２５により支持された回転軸６２ｃを軸中心として、所定の位置で自転することとなる。

太陽ローラ６１は、前述した太陽歯車２１と同様に、周囲に配設された複数の遊星ローラ６２と密着することにより、主軸１２と同軸上を回転可能に支持されている。すなわち、増速機２０の第１段増速部においては、軸中心位置に配置されて回転する太陽ローラ６１が周囲に配設された複数の遊星ローラ６２と密着してトラクションを生じ、さらに、遊星ローラ６２は、外周側に配設されたリングローラ６３と密着してトラクションを生じることにより、主軸１２と一体に回転するリングローラ６３の回転数が各ローラの直径比に応じて増速され、太陽ローラ６１の出力軸６１ａから出力される。

このような構成とすれば、回転数の増速にトラクションドライブを採用することにより、第１段増速部が増速機能と主軸受の機能とを備えた構成となるので、部品点数の低減とともに小型軽量化が可能となる。また、トラクションドライブを採用して増速する構成としたことにより、歯車を採用した増速機と比較して運転時の騒音を低減することができる。

ところで、上述したトラクションドライブを用いた第１段増速部の構成は、以下に説明する変形例が可能である。なお、以下に説明する変形例は、第２増速部及び第３増速部の構成が上述した参考例と同様であり、従って、その詳細な説明は省略する。なおまた、第１段増速部の構成についても、上述した参考例と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１１に示す第１変形例は、歯車を用いた第１段変速部の第２変形例（図６参照）をトラクションドライブに変更したものである。すなわち、主軸１２のフランジ部１２ａが主軸受５０の内輪部５２に連結されるとともに、内輪部５２の内周面には、リングギヤの内歯車に代えてリングローラ６３Ａが形成されている。このリングローラ６３Ａは、遊星ローラ６２とトラクション面同士が密着しているので、リングローラ６３Ａが主軸受５０と一体化された構成とされる。

また、太陽ローラ６１Ａと遊星ローラ６２Ａとの間もトラクション面同士が密着しているので、リングローラ６３Ａと遊星ローラ６２Ａとの密着面や遊星ローラ６２Ａと太陽ローラ６１Ａの密着面にはトラクションが生じ、トルク伝達とともに各ローラの直径比に応じた増速が行われる。なお、図中の符号６２ｄは遊星ローラ６２Ａの回転軸、６１ａは太陽ローラ６１Ａの回転軸である。
このような構成を採用しても、第１段増速部の構成部品点数を低減することができ、さらに、軸方向の長さについても短縮することができる。

図１２に示す第２変形例は、主軸受５０Ｃを略コ字形の断面形状とし、一体化したリングローラ６３Ａのトラクション面をボルト６４の締め付けにより凸状に撓ませるものである。すなわち、トラクション面から略垂直に立ち上がる一対の対向部５７を軸受５０Ｃに形成しておき、この対向部５７及び主軸１２のフランジ部１２ａを貫通するボルト６４により主軸１２を固定するが、このとき、ボルト６４の締付力を調整することで、トラクション面は遊星リング６２Ａ側へ膨出するように撓む。従って、この撓み量を調整すれば、各リングのトラクション面間に生じる密着力を増し、トラクションによるトルクの伝達効率を向上させることができる。

このように、本発明の風力発電装置によれば、増速機２０の軸方向を短くして小型軽量化が達成されるので、ドライブトレイン全体についても軸方向長さを短くして軽量化が可能になる。従って、ドライブトレイン自体のコスト低減が可能になるとともに、大出力化に伴って大型化する傾向にある風力発電装置の支柱上部荷重を低減することができる。このような支柱上部荷重の低減は、支柱や基礎等の負担を軽減するだけでなく、ドライブトレインを収納設置するナセル等の現地据付作業を容易にするので、この点からも風力発電装置のコスト低減が可能になる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。

本発明に係る風力発電装置の一参考例を示す図で、増速機の内部構成例を示す断面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。風力発電装置の全体構成例を示す図である。ドライブトレインの概要を示す斜視図である。図１に示す増速機の内部構成について、第１段増速部の第１変形例を示す要部断面図である。図１に示す増速機の内部構成について、第１段増速部の第２変形例を示す要部断面図である。図１に示す増速機の内部構成について、第１段増速部の第３変形例を示す要部断面図である。本発明に係る風力発電装置の一実施形態を示す図で、図１に示す増速機の内部構成について第１段増速部を示す要部断面図である。図１に示す増速機の内部構成について、第１段増速部の図８に示す実施形態の変形例を示す要部断面図である。増速機の内部構成について、第１段増速部にトラクションドライブを用いた他の参考例を示す要部断面図である。図１０に示す他の参考例について、第１段増速部の第１変形例を示す要部断面図である。図１０に示す他の参考例について、第１段増速部の第２変形例を示す要部断面図である。

符号の説明

１風力発電装置
２支柱
３ナセル
４ロータヘッド
５風車翼
１０ドライブトレイン
１１ハブ
１２主軸
１４発電機
２０増速機
２１太陽歯車（太陽部）
２２遊星歯車（遊星部）
２３リングギヤ（リング部）
４１最終出力軸
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ主軸受
６１，６１Ａ太陽ローラ（太陽部）
６２，６２Ａ遊星ローラ（遊星部）
６３，６３Ａリングローラ（リング部）

Claims

風車回転翼が取り付けられて一体に回転するロータヘッドとドライブトレインを介して連結されている発電機を駆動して発電を行う風力発電装置であって、
前記ロータヘッドから前記発電機まで回転力を伝達するドライブトレインの増速機が、第１段増速部に主軸受と一体のスター型増速機構を備え、
前記主軸受は、前記スター型増速機構のリング部材と一体化され、
前記リング部材は、前記主軸受を軸方向に二分割した軸受間に挟持されていることを特徴とする風力発電装置。
前記スター型増速機構は、太陽部及び遊星部が歯車またはトラクションドライブ部材により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置。