專利名稱：風車的控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及風車的結構。
背景技術：
現(xiàn)在正在使用風力發(fā)電用的風車。圖1表示風車的結構例。在地基上垂直地固定塔架2。在塔架2上支承有機艙3。相對于機艙3沿水平方向，輪轂5經(jīng)由主軸4被能夠旋轉地支承。輪轂5被蓋罩6覆蓋。在輪轂5上安裝有翼7。風力發(fā)電時，翼7的傾斜角被控制成有效率地將風力變換成轉矩。翼7受到風時， 主軸4旋轉。該旋轉被增速機8增速。通過被增速的旋轉，發(fā)電機9產(chǎn)生電力。作為與輪轂的結構相關的參考技術例舉專利文獻1。專利文獻1 日本特開2008-U8135號公報

發(fā)明內(nèi)容
在輪轂5的內(nèi)部配置有翼7的傾斜驅動/控制用的器材等具有一定重量的器材。 由于輪轂5以大致朝向水平方向的主軸4為中心旋轉，所以在搭載這些機材的臺架上，隨著旋轉反復作用有負載。另外，輪轂5因該旋轉和作用于翼的風負載而發(fā)生少許的變形。要求輪轂5內(nèi)的臺架具有承受這樣的變形的耐久性。尤其，隨著近年風車的大型化，受到這樣的變形的影響的臺架的結構變得越來越重要。期望對配置輪轂內(nèi)的設備進行支承且相對于旋轉耐久性高的臺架。但是，只將臺架作成剛性結構時，必須能夠對作用于輪轂的負載進行支承的結構，而存在變得重且大的問題。本發(fā)明的一方面，風車通過安裝在輪轂上的翼將風力變換成轉矩。風車具有對配置在輪轂內(nèi)的設備進行支承的臺架；將臺架的一端固定于輪轂的固定部；將臺架的另一端通過柔性結合與輪轂結合的結合部。本發(fā)明的另一方面，在結合部，臺架在樞動方向上柔性結合于輪轂。本發(fā)明的又一方面，結合部具有固定在輪轂的壁面上且具有孔的凸緣；固定在孔的內(nèi)側的球面軸承。臺架具有與臺架的結合部側的端部結合的銷。結合部通過銷被球面軸承支承而形成樞動方向的柔性結合。本發(fā)明的又一方面，孔是通孔。在結合部，在輪轂的壁上形成孔。凸緣以從輪轂的外側覆蓋孔的方式被安裝。結構梁的結合部側的端部被配置在孔的內(nèi)側。本發(fā)明的又一方面，凸緣被固定在輪轂的內(nèi)側的壁面。凸緣具有包圍結構梁的結合部側的端部的凹部。本發(fā)明的又一方面，在結構梁和凸緣之間設有間隙。本發(fā)明的又一方面，球面軸承是徑向軸承。結合部通過銷沿球面軸承的推力方向滑動而形成臺架的長度方向的柔性結合。本發(fā)明的又一方面，在結合部，臺架沿臺架的長度方向柔性結合于輪轂。本發(fā)明的又一方面，在設備中包含用于使安裝在輪轂上的翼的傾斜變化的液壓系統(tǒng)的蓄能器或用于控制風車的動作的控制盤。根據(jù)本發(fā)明提供一種風車，對配置在輪轂內(nèi)的設備進行支承，具有相對于旋轉耐久性高的臺架。


本發(fā)明的上述目的、其他目的、效果及特征通過附圖和相應的實施方式的說明而
進一步明確。圖1表示風車的結構。圖2是從側面觀察輪轂的剖視圖。圖3是輪轂的前面圖。圖4是結構梁的支承結構的示意圖。圖5是結構梁的支承結構的示意圖。圖6表示結合部的詳細情況。圖7A表示固定部的詳細情況。圖7B表示固定部的詳細情況。圖8表示結合部的詳細情況。
具體實施例方式以下，參照

本發(fā)明的實施方式。本實施方式的風車具有圖1例示的結構。 圖2是從側面觀察該風車1的輪轂5的剖視圖。圖3是從前方即機艙3的相反側觀察輪轂 5的圖。在圖3的例子中，在輪轂5的周圍的三個部位的翼根17分別安裝有翼7。在輪轂5內(nèi)設置有用于搭載設備的臺架即結構梁10。作為結構梁10能夠采用角鋼、I型鋼、鋁合金制的梁等各種各樣的支承結構。本實施方式的結構梁10是H鋼。在圖2 的例子中，結構梁10沿與主軸4大致平行的方向延長。結構梁10的后部，即接近機艙3的一側的端部的固定部12B經(jīng)由固定部件11與輪轂5剛性結合。結構梁10的前部，即接近輪轂5的前端的一側在結合部12A中與輪轂5柔性結合。結構梁10也可以通過任意的配置被配置在輪轂5的內(nèi)部。在圖3的例子中，結構梁10是以輪轂5的旋轉中心為中心、與未圖示的液壓傾斜缸交替地、沿與主軸大致平行的方向配置三根。通過這樣的結構，構成了半撓曲的臺架。結構梁10能夠支承各種各樣的設備。例如在用于控制風車的動作的控制盤、電動控制傾斜的風車的情況下，將進行傾斜控制和各種傳感器的控制的PLC(程序邏輯控制器 Programmable Logic Controller)和電池搭載在結構梁10上。在本實施方式中，在三根結構梁10的每一根上，與各翼7對應地設置有用于使安裝在輪轂5上的翼7的傾斜變化的液壓系統(tǒng)的蓄能器14。圖4是本實施方式的結構梁10的支承結構的示意圖。結構梁10的一端在固定部 12B與輪轂5剛性結合，另一端在結合部12A柔性結合。通過這樣的結構，在風車旋轉時，輪轂5通過自重和風壓發(fā)生應變的情況下，該應變被柔性結構的結合部12A吸收。由此，通過輪轂5的應變抑制施加到結構梁10的應力。另外，與通過剛性結合而保持不受輪轂5的應變的影響程度的強度的強度部件相比，能夠通過輕量的結構將各種設備保持在輪轂5內(nèi)。
在圖1 圖3中，在迎風型的風車中，對結構梁10的一端在輪轂5的后方(順風側)被剛性結合且另一端在輪轂5的前方(迎風側)被柔性結合的例子進行了說明。但是，圖4所示的一端剛性結合且另一端柔性結合的支承結構在適用于其他結構的風車的情況下也能夠得到同樣的效果。例如在迎風型的風車中，結構梁10是將相對于輪轂5的前后方向傾斜的朝向作為長度方向配置的情況下，若結構梁10的一端和另一端分別與輪轂5剛性結合及柔性結合，也能夠抑制施加到結構梁10的應力。而且，在下風型的風車的情況下， 關于朝向任意方向地配置的結構梁10，也能夠得到同樣的效果。在圖4中，其特征是結構梁10的一個端部與輪轂5柔性結合，剛性結合側的固定部12B可以是將結構梁10的端部固定在輪轂5，也可以是其他的結構。圖5表示其他的結構的例子。在輪轂5的內(nèi)部配置有多個結構梁10、10-1。結構梁10-1的一端在固定部12D 處被固定在輪轂5上，另一端在固定部12E處被固定在輪轂5上。在該結構梁10-1的兩端的中間的固定部12C固定了結構梁10的一端。結構梁10的另一端在結合部12A處與輪轂 5柔性結合。在這樣的結構的情況下，能夠抑制施加到結構梁10的應力。圖6表示結合部12A的詳細情況。在結合部12A中，在形成輪轂5的壁27上設置有通孔。在通孔的外側，即輪轂5的外側，以覆蓋通孔的方式凸緣13通過螺栓18被固定在壁27上。凸緣13具有與結構梁10的延長方向大致相同的中心軸，并具有朝向輪轂5的內(nèi)部開口的圓形的孔。在圖6的例子中，該孔也是朝向輪轂5的外部開口的通孔，但也不一定必須貫穿。在該通孔的內(nèi)壁通過焊接固定有球面軸承對。本實施方式的結構梁10是由連結板19和凸緣20構成的所謂H字鋼。在連結板 19上借助支架21安裝有圓柱形狀的銷22。通過利用銷22將結構梁10與柔性結構的支承部件結合的銷結合，在徑向上被剛性固定，在輪轂5的變形的范圍內(nèi)，力矩不受約束(7 'J 一)，在軸向上也實現(xiàn)不受約束的柔性結合的結合部12A。結構梁10與銷22沿長度方向大致一致。銷22以能夠以朝向長度方向的中心軸為中心相對于結構梁10旋轉的方式被安裝。 通過該旋轉可能性，結合部12A變得更靈活。銷22的前部側的前端與結構梁10的前部側的前端相比更向前部側突出。結構梁10的前端被配置在壁27的通孔的內(nèi)部。即結構梁10的前端與壁27的內(nèi)側的壁面形成的面延長到通孔位置的面觀相比位于更接近凸緣13的前部側。在結構梁10 的前端和凸緣13之間具有間隙25。而且，在結構梁10的周圍，在結構梁10與壁27的通孔的內(nèi)壁面之間具有間隙26。結構梁10的前端位于輪轂5的壁面的厚度范圍內(nèi)，由此，任何不測的事態(tài)發(fā)生時向結合部12A施加強力的情況下，也能夠將結構梁10的端部保持在輪轂 5的通孔的內(nèi)部。銷22的端部被插入球面軸承24。球面軸承M是徑向軸承，銷22能夠沿球面軸承 24的推力方向滑動。因輪轂5的變形而固定部12B與結合部12A的距離變化的情況下，銷 22相對于球面軸承對滑動。通過這樣的動作，能夠抑制施加到結構梁10的應力。通過這樣的結構，能夠實現(xiàn)沿結構梁10的長度方向結構梁10與輪轂5之間的柔性結合。各結構梁10經(jīng)由單一的銷22被球面軸承M支承，并且具有間隙25、26，由此，結構梁10能夠以球面軸承M為中心進行樞動。通過這樣的結構，能夠在結構梁10的樞動方向上實現(xiàn)結構梁10與輪轂5之間的柔性結合。這樣，銷22被球面軸承M沿徑向支承，由此實現(xiàn)結合部12A的柔性結合。
代替圖6例示的結合部12A，通過其他的結構也能夠實現(xiàn)柔性結合。例如，代替球面軸承M通過橡膠套筒只沿徑向支承銷22，也能夠實現(xiàn)與球面軸承M同樣的柔性結構。圖7A和圖7B分別是固定部12B的俯視圖和側視圖。在該例中，圖2中的固定部件11是H鋼。固定部件11相對于輪轂5被固定。結構梁10的固定端(固定部12B側的端部)通過螺栓/螺母12Β-1、12Β-2在結構梁10和固定部件11的平面形狀的重合的區(qū)域中被固定部件11固定。結構梁10再通過螺栓/螺母12B-3被固定在加強構件12B-4。加強構件12B-4通過螺栓/螺母12B-5被固定在固定部件11。通過加強構件12B-4，結構梁 10和固定部件11在比該平面形狀重合的區(qū)域更寬的范圍內(nèi)相互被固定。如圖7A、圖7B例示的那樣，橫造梁10在固定部12B處沒有偏移和扭曲地剛性結合。一方面進行這樣的剛性結合，另一方面在結合部12A處進行柔性結合，由此在輪轂5內(nèi)， 不會對支承各種各樣的設備的強度部件的結構施加過分的力。通過這樣的結構，在輪轂5旋轉而輪轂5及其內(nèi)部的結構物變形的情況下，能夠通過柔性結合吸收結構梁10與輪轂5之間的相對位移。由此，通過較輕量的結構，對配置在輪轂5內(nèi)的設備進行支承，能夠實現(xiàn)具有相對于旋轉耐久性高的臺架的風車。圖8表示柔性結合的結合部12a的其他的例子。在該例中，不需要像圖6所示的結合部12那樣地在輪轂5的壁27形成通孔。結合部1 具有圖8所示的凸緣31。凸緣 31是在平板部四處被固定在輪轂5的壁27的內(nèi)側面。凸緣31在相對于平板部四并且在輪轂5的內(nèi)側方向，具有包圍結構梁10的結合部12a側的端部的凹部。在圖8的例子中， 該凹部由以結構梁10的長度方向為中心軸的中空的圓筒部件30形成。結構梁10的前端配置在與圓筒部件30的輪轂5的內(nèi)側方向的前端形成的面28a相比更靠凸緣31的內(nèi)側。 通過這樣的結構，與圖6的情況同樣地，任何不測的事態(tài)發(fā)生時向結合部1 施加了強力的情況下，也能夠將結構梁10的端部保持在凸緣31的內(nèi)部。在平板部29，與圖4的凸緣13同樣地，設置有用于安裝球面軸承M的孔32。在被球面軸承24支承的銷22的輪轂5的壁27側的端部設有間隙33。在凸緣31的圓筒部件 30的內(nèi)周面與結構梁10之間形成有間隙^a。在凸緣31的平板部四和與其相對的結構梁10的端部之間形成有間隙25a。通過這些間隙，結構梁10在球面軸承M處能夠在規(guī)定范圍內(nèi)樞動，并且實現(xiàn)能夠在長度方向上滑動的柔性結合。以上，參照實施方式對本發(fā)明進行了說明，但本發(fā)明不限于上述實施方式。上述實施方式能夠進行各種各樣的變更。附圖標記的說明1 風車2 塔架3 機艙4 主軸5 輪轂6 蓋罩7 翼8增速機9發(fā)電機
6
10結構梁11固定部件12A結合部12B固定部13 凸緣14蓄能器15結構梁17 翼根18 螺栓19連結板20 凸緣21 支架22 銷24球面軸承25、25a 間隙26、^a 間隙27 壁28輪轂5的內(nèi)側方向的前端形成的面29平板部30圓筒部件31 凸緣32 孔33 間隙
權利要求
1.一種風車，其通過安裝在輪轂上的翼將風力變換成轉矩，其特征在于，具有 對配置在所述輪轂內(nèi)的設備進行支承的臺架；將所述臺架的一端固定于所述輪轂的固定部；將所述臺架的另一端通過柔性結合與所述輪轂結合的結合部。
2.如權利要求1所述的風車，其特征在于，在所述結合部中，所述臺架在樞動方向上與所述輪轂柔性結合。
3.如權利要求2所述的風車，其特征在于，所述結合部具有固定在所述輪轂的壁面上且具有孔的凸緣；固定在所述孔的內(nèi)側的球面軸承，所述臺架具有被結合在所述臺架的所述結合部側的端部上的銷， 所述結合部通過所述銷被所述球面軸承支承而形成所述樞動方向的柔性結合。
4.如權利要求3所述的風車，其特征在于， 所述孔是通孔，在所述結合部，在所述輪轂的壁上形成孔， 所述凸緣以從所述輪轂的外側覆蓋所述孔的方式被安裝， 所述結構梁的所述結合部側的端部被配置在所述孔的內(nèi)側。
5.如權利要求3所述的風車，其特征在于， 所述凸緣被固定在所述輪轂的內(nèi)側的壁面，所述凸緣具有包圍所述結構梁的所述結合部側的端部的凹部。
6.如權利要求3 5中任一項所述的風車，其特征在于， 在所述結構梁和所述凸緣之間設有間隙。
7.如權利要求3 5中任一項所述的風車，其特征在于， 所述球面軸承是徑向軸承，所述結合部通過所述銷沿所述球面軸承的推力方向滑動而形成所述臺架的長度方向的柔性結合。
8.如權利要求1 5中任一項所述的風車，其特征在于，在所述結合部，所述臺架沿所述臺架的長度方向柔性結合于所述輪轂。
9.如權利要求1 5中任一項所述的風車，其特征在于，在所述設備中，包含用于使安裝在所述輪轂上的翼的傾斜變化的液壓系統(tǒng)的蓄能器或用于控制所述風車的動作的控制盤。
全文摘要
本發(fā)明提供一種風車，對配置在風車的輪轂內(nèi)的設備進行支承的臺架，其一端固定在輪轂，另一端通過柔性結合與輪轂結合。隨著風車的旋轉產(chǎn)生的輪轂的變形等的輪轂與臺架之間的相對位移被柔性結合吸收。所述一種風車具有相對于旋轉耐久性高的輪轂內(nèi)部的臺架。
文檔編號F03D1/06GK102439290SQ20108000334
公開日2012年5月2日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權日2010年5月14日
發(fā)明者沼尻智裕, 鳥井繪美 申請人:三菱重工業(yè)株式會社