[发明专利]用于风力发电装置的单向离合器和单向离合器单元

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及例如用于风力发电装置的单向离合器和单向离合器单元。

背景技术

在根据本申请的背景技术的风力发电装置中，在接受风力时，叶片使连接至叶片的主轴旋转，并且增速齿轮装置使主轴的旋转增速，从而驱动发电机。

然而，在上述风力发电装置中，主轴的旋转速度因风速或风向的变化而改变，由此风力发电装置具有下述缺点：待从增速齿轮装置输入至发电机的主轴的旋转转矩改变并且风力发电装置的发电效率降低。因此，在风力发电装置中，需要一种用于抑制旋转转矩变化并且提高发电效率的技术。

此外，安装风力发电装置基于下述假设：发电装置通常使用很长时间比如10年或10年以上。此外，风力发电装置因由主轴的旋转和发电机的驱动引起的噪音、风况等而例如安装在多山地区或沿海地区或海上。另外，由于风力发电装置的主要部件需要安装在较高的地方处比如风力发电塔处并且部件自身大而笨重，因此在维修时需要大量劳动力来安装和移除该部件。因此，期望的是，所需的维修尽可能地少并且需要一种具有长寿命和高可靠性的风力发电装置。

另一方面，为了在运转状态下并联运转与另一系统中的发电机同步的同步发电机，提出在同步发电机的增速齿轮装置的输出轴与发电机的驱动轴之间设置单向离合器(例如，参照专利文献1)。

相关技术文献

专利文献

专利文献1：JP-A-H04-344198

发明内容

本发明所要解决的问题

在上述风力发电装置中，在滚动元件——比如滚子——的滚动面以及滚动轴承——比如用于对以高速旋转的风力发电装置的输出轴进行支承的滚子轴承——的旋转圈的滚道面上发生擦伤污斑(在表面层上造成咬粘的现象)，并且这引起下述情形：其中，滚动轴承比如滚子轴承的寿命减少。

此外，在单向离合器中，在旋转的波动范围很小的情况下，例如如持续在风速的波动很小的状态的情况下，油膜几乎不形成在离合器的每个接合元件的接合面与离合器的内圈的滚道面之间以及在接合面与离合器的外圈的滚道面之间，并且这引起下述情形：其中，接合元件的接合面、内圈的滚道面以及外圈的滚道面易于磨损并且很难在长时间使用情况下维持足够硬度。

考虑到上述技术中遇到的上述情形，本发明的方面意在提供用于风力发电装置的单向离合器和单向离合器单元，其能够有效地抑制擦伤污斑发生在用于对风力发电装置的增速齿轮装置的输出轴进行支承的滚子轴承上并且还能够甚至在长期磨耗之后仍在长时间使用情况下维持足够硬度。

解决问题的手段

本发明的发明者已经认真地研究了造成擦伤污斑的机制。因此，发现：当主轴的旋转速度由于风力的降低而急剧降低时，发电机的驱动轴的旋转速度由于具有较大质量的发电机的转子的惯性而变得高于输出轴的旋转速度，并且所谓的转矩遗漏(载荷遗漏)发生；施加至用于支承输出轴的滚动轴承比如滚子轴承的径向载荷由于该转矩遗漏而减小；例如滚动元件比如滚子轴承的滚子与用于保持滚动元件的保持架之间的滑动摩擦阻力变得高于滚子轴承比如滚子轴承的滚动元件(例如，滚子)与其旋转圈之间的滚动摩擦阻力；并且滚动元件比如滚子自身的旋转被延迟。另外，还发现：当主轴的旋转速度从上述状态由于风力的增加而急剧增大时，惯性转矩由于速度的增大而增大并且施加至用于对输出轴进行支承的滚动轴承比如滚子轴承的径向载荷增大，由此，在增速时刻，滚子在高载荷施加至滚子的状态下在介于滚子与旋转圈之间的接触面上滑动，接触面处的温度上升并且擦伤污斑发生；基于这些发现，发明者已经完成本发明。