(57)【要約】  本発明は、  １以上のロータブレード（１０８）、前記ロータブレードまたはブレードが搭載されたロータハブ（１０６）と、  発電機ステータ（１３２）と、前記ロータハブに回転不能に接続され軸を中心に回転する発電機ロータ（１３４）とを有し、電力を生成する発電機（１３０）と、  前記ロータハブと前記発電機ロータとは、前記軸方向において互いに離間している２つの軸受け部（３ａ，３ｂ）に分割された共通のメイン軸受け手段（１）を有しており、  第１軸受け部（３ａ）は、第１ラジアル滑り軸受け（５ａ）と第１軸滑り軸受け（７ａ）とを有し、第２軸受け部（３ｂ）は、第２ラジアル滑り軸受け（５ｂ）と第２軸滑り軸受け（７ｂ）とを有することを特徴とする、風力発電設備（１００）に関する。【選択図】図２
2019516908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上のロータブレード（１０８）、前記ロータブレードまたはブレードが搭載されたロータハブ（１０６）と、
発電機ステータ（１３２）と、前記ロータハブに回転不能に接続され軸を中心に回転する発電機ロータ（１３４）とを有し、電力を生成する発電機（１３０）と、
前記ロータハブと前記発電機ロータとは、前記軸方向において互いに離間している２つの軸受け部（３ａ，３ｂ）に分割された共通のメイン軸受け手段（１）を有しており、
第１軸受け部（３ａ）は、第１ラジアル滑り軸受け（５ａ）と第１軸滑り軸受け（７ａ）とを有し、第２軸受け部（３ｂ）は、第２ラジアル滑り軸受け（５ｂ）と第２軸滑り軸受け（７ｂ）とを有することを特徴とする、
風力発電設備（１００）。
【請求項２】
前記第１・第２ラジアル軸受け（５ａ，５ｂ）は、それぞれ、滑り軸受けライニング（９）を有し、前記第１・第２ラジアル軸受けの前記滑り軸受けライニングは、好ましくは、内輪である共通の第１軸受けリング（１１）に配置されている、
請求項１に記載の風力発電設備。
【請求項３】
固定された機械キャリア（１３６）を有するポッド（１０４）を備え、前記第１軸受けリング（１１）は、前記機械キャリアに固定接続される、
請求項２に記載の風力発電設備。
【請求項４】
前記第１・第２軸滑り軸受け（７ａ，７ｂ）は、それぞれ、滑り軸受けライニング（９）を備え、好ましくは、前記滑り軸受けライニングは、互いに対向し、前記第１軸滑り軸受け（７ａ）は、前記第１軸受けリング（１１）のフランジ（１５）に配置されている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の風力発電設備。
【請求項５】
前記第２軸滑り軸受け（７ｂ）の前記滑り軸受けライニング（９）は、前記機械キャリア（１３６）に配置されている、
請求項４に記載の風力発電設備。
【請求項６】
前記フランジ（１５）は、第１フランジであって、前記第１軸受けリング（１１）は、軸（Ａ）の方向において反対の関係になるように配置された第２フランジ（１９）を有し、前記第２軸滑り軸受け（７）の前記滑り軸受けライニング（９）は、前記第２フランジ（１９）に配置されている、
請求項４に記載の風力発電設備。
【請求項７】
前記メイン軸受け手段（１）は、好ましくは、外輪であって、前記発電機ロータ（１３２）に回転不能に接続されている第２軸受けリング（２１）を有している、
請求項１から６のいずれか１項に記載の風力発電設備。
【請求項８】
前記第１軸受け部（３ａ）における前記第２軸受けリング（２１）は、径方向内側に延びる第１カラー（２３ａ）を有し、前記第２軸受け部（３ｂ）において、それは径方向内側に延びる第２カラー（２３ｂ）を有し、前記第１カラー（２３ａ）は、前記第１軸滑り軸受け（７ａ）および前記第１ラジアル軸受け（５ａ）と協働し、前記第２カラー（２３ｂ）は、前記第２軸滑り軸受け（７ｂ）および前記第２ラジアル軸受け（５ｂ）と協働する、
請求項７に記載の風力発電設備。
【請求項９】
前記第１カラー（２３ａ）は、前記第１ラジアル軸受け（５ｂ）の滑り軸受けライニング上で摺動関係にある径方向に配向された第１表面部（２５ａ）と、前記第１軸滑り軸受け（７ｂ）の滑り軸受けライニング上で摺動関係にある軸方向に配向された第２表面部（２７ｂ）とを有している、
請求項８に記載の風力発電設備。
【請求項１０】
前記第２カラーは、前記第２ラジアル軸受け（５ｂ）の前記滑り軸受けライニング上で摺動関係にある径方向に配向された第１表面部（２７ａ）と、前記第２軸滑り軸受け（７ｂ）の前記滑り軸受けライニング上で摺動関係にある軸方向に配向された第２表面部（２７ｂ）とを有している、
請求項８または９に記載の風力発電設備。
【請求項１１】
前記ラジアル滑り軸受けおよび／または前記軸滑り軸受けは、流体滑り軸受けの形態である、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の風力発電設備。
【請求項１２】
前記滑り軸受けライニング（９）は、それぞれ部分的、あるいは完全に繊維複合材料から作成されている、
請求項２から１１のいずれか１項に記載の風力発電設備。
【請求項１３】
１以上または全ての滑り軸受けライニングに適用される複数の滑り軸受け層は、それぞれ以下の材料の１つを含む、請求項１２に記載の風力発電設備。
ポリテトラフルオロエチレン、
発泡ポリテトラフルオロエチレン、
モリブデンジスルフィド、
グラファイト、
グラフェン、
蒸着された金属材料、
または複数の前記材料の組み合わせ。
【請求項１４】
前記繊維複合材料は、以下からなるリストから選択される繊維材料を有している、
炭素繊維
ガラス繊維
スチール繊維
竹繊維、または
複数の前記材料の組合せ、
請求項１２または１３に記載の風力発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１以上のロータブレード、ロータブレードまたはブレードが搭載されたロータハブと、発電機ステータとロータハブに回転不能に接続され軸を中心に回転する発電機ロータとを有し電力を生成する発電機と、を備え、ロータハブおよび発電機ロータは、回転不能に接続された風力発電設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述の種類の風力発電設備が、一般的に知られている。それらは、ロータブレードの周りを流れる風によって生じるロータハブの回転運動を電力に変換するために使用される。
その点で重要な意義は、ロータハブと発電機のメイン軸受け手段に起因する。メイン軸受け手段は、回転運動および風負荷の結果として、軸方向および半径方向の荷重を受ける。多くの異なる軸受けの概念が実際に確立されてきたが、多くは確立されなかった。より最近の過去においては、例えば、１つの軸受けを有するメイン軸受け手段の使用がますます普及し、１つ以上のトルク軸受け手段が軸受け部に用いられている。トルク軸受け手段の利点は、軸方向の力、半径方向の力、および傾斜モーメントを運ぶための高いレベルの能力を有し高度に実行可能で持続可能な解決策として論争を超えているが、それにもかかわらず、特に、寿命、メンテナンスの関与、音響減衰特性およびコスト効率の点で良好な妥協を必要とする代替の軸受け概念に到達する必要がある。
【０００３】
このような背景を念頭に置いて、本発明の目的は、上述の利点が可能な限り広範囲に達成されるように風力設備を改良することである。特に、本発明の目的は、上述の特性に関してメイン軸受けの概念が改善された風力発電設備を提供することである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本明細書の導入部に記載された種類の風力発電設備では、本発明の目的が、請求項1に記載のように設計された風力発電設備によって達成される。特に、本発明の風力発電設備では、第１軸受け部は、第１ラジアル滑り軸受けおよび第１軸滑り軸受けを有し、第２軸受け部は、第２ラジアル滑り軸受けおよび第２軸滑り軸受けを有する。本発明は、軸受部が１つだけの軸受け部を有する軸受け手段と比較して、力のより良好な分布が達成されるという認識を利用する。特に、それぞれの軸方向の軸受けを有する２つの軸受け部への軸方向の力の分布がより低いレベルの軸受け摩耗を含むという利点も判明した。例えば、トルク軸受けや固定／フリー軸受け手段等の従来の軸受けと比較して、ロータに作用する、特に、ピッチングモーメントおよびヨーイングモーメントの形態の傾斜モーメントが、２つの軸受けによる軸方向および半径方向の力成分として、より良好に支持され得るという利点がある。一般に、デュアル軸受けの解決策は、トルク軸受けと比較して、ロータのヨーイングモーメントに対して敏感ではない。
【０００５】
本発明の有利な発展は、第１および第２のラジアル軸受けのそれぞれが滑り軸受けライニングを有し、第１および第２のラジアル滑り軸受けの滑り軸受けライニングが、好ましくは、内輪である共通の第１の軸受けリングに配置される。ラジアル軸受けは、好ましくは、同一または異なる直径の別々のステップで内輪に配置される。
【０００６】
さらに好ましい実施形態では、風力発電設備は、固定された機械キャリアおよび機械キャリアに固定して接続された第１軸受けリングを有する。指定されたローリング軸受けまたはそれ自身の軸受けリングを持つ滑り軸受が、それぞれ２つの軸受け部に装着される必要があるジャーナルを有する従来の構成と比較して、この実施形態が、第１軸受けリングが第１軸受け部と第２軸受け部の両方に対して滑り軸受けライニングを直接担持する限り、重要な構造の単純化を示す。
【０００７】
さらに好ましくは、第１および第２軸滑り軸受けは、それぞれ滑り軸受けライニングを有し、好ましくは、滑り軸受けライニングは、互いに対向配置されており、第１軸滑り軸受けの滑り軸受けライニングは、第１軸受けリングのフランジに配置されている。フランジに第１の軸受けの滑り軸受け入れを配置することは、例えば、フランジとリングとの間にスペーサディスクが使用されている限り、フランジを第１軸受けリングに固定することによって、軸滑り軸受けを非常に簡単に調整することを可能にする。
【０００８】
第１の好ましい代替案では、第２軸滑り軸受けの滑り軸受けライニングは、機械キャリアに配置されている。これに代わるものとして、好ましくは、フランジが第１フランジであって、第１軸受けリングが軸方向において反対の関係に配置された第２フランジを有しており、第２軸滑り軸受けの滑り軸受けライニングが第２フランジに配置されている。
【０００９】
好ましくは、本発明の風力発電設備は、好ましくは、外輪であって、発電機ロータに回転不能に接続された第２軸受けリングを有している。さらに好ましい構成では、第１軸受け部の第２軸受けリングは、径方向に沿って内側に延伸する第２カラーを有し、第２軸受け部では、それは径方向にそって内側に延伸する第２カラーを有し、第１のカラーは、第１軸滑り軸受けおよび第１ラジアル軸受けと協働し、第２カラーは、第２軸滑り軸受けおよび第２ラジアル軸受けと協働する。カラーは、好ましくは、少なくとも部分的に、第２軸受けリングから内方に突出する周方向に延伸する環状ディスクの形態である。
【００１０】
好ましい構成では、第１カラーは、第１ラジアル軸受けの滑り軸受けライニングに摺動するように延びる径方向に方向付けされた第１表面部と、第１軸方向軸受けの滑り軸受けライニングに摺動するように延びる軸方向に方向付けされた第２表面部と、を有している。
【００１１】
さらに好ましくは、第２カラーは、第２ラジアル軸受けの滑り軸受けライニングに摺動するように延びる半径方向に配向された第１表面部と、第２軸滑り軸受けの滑り軸受けライニングに摺動するように延びる軸方向に配向された第２表面部とを有する。
【００１２】
またさらに好ましくは、第１および／または第２カラーは、特に、第１および／または第２カラーの表面部が、部分的または全体的に金属材料を含む。好ましくは、第１および／または第２カラーにおける表面部の粗さは、１．０μｍ以下、または、０．８μｍ以下の表面粗さＲａを含む。表面粗さは、一般に公知の方法、例えば、ＤＩＮＥＮ ＩＳＯ ４２８７：２０１０に従って設定される。
【００１３】
使用される金属材料は、好ましくは、真鍮、黄銅合金、白金、例えば鉛、錫、アンチモン、ビスマス、銅、銅合金、特に銅リード鋳造合金、青銅鋳造合金、特に鉛青銅、鉛青銅 鋳造合金、鉛錫鋳造合金、アルミニウム、アルミニウム合金、特にアルミニウム錫鋳造合金、アルミニウム亜鉛鋳造合金、鋼、鋼合金、焼結金属または上述した複数の金属材料の組み合わせである。
【００１４】
純粋な金属材料の代わりとして、好ましくは、金属複合材料、例えば、セラミック−金属複合材料（サーメット）または金属−プラスチック複合材料が使用される。
あるいは、特に好ましくは、（例えば、金属酸化物を構成成分とすることができる）焼結セラミック、例えば、熱可塑性高機能ポリマーのような高機能プラスチック、特に、アモルファス熱可塑性高機能ポリマー、例えば、場合によってはグラファイトおよび／またはＰＴＦＥ添加剤を含むポリアミドイミド（ＰＡＩ）のような滑り軸受け表面に、非金属材料が使用される。
【００１５】
本発明に係るメイン軸受け手段のラジアル滑り軸受けおよび／または軸滑り軸受けは、流体滑り軸受けの形態である。
好ましくは、滑り軸受けライニングは、それぞれ部分的、あるいは完全に繊維複合材料から作成されている。さらに好ましくは、１以上または全ての滑り軸受けライニングに適用される複数の滑り軸受け層は、それぞれ以下の材料の１つを含む、
ポリテトラフルオロエチレン、
発泡ポリテトラフルオロエチレン、
モリブデンジスルフィド、
グラファイト、
グラフェン、
蒸着された金属材料、
または複数の前記材料の組み合わせ。
【００１６】
非金属材料が滑り軸受け表面に使用される場合、好ましくは、多数数の滑り軸受け層は、蒸着された金属材料から作られる。
さらに好ましくは、繊維複合材料は、以下からなるリストから選択される繊維材料を有している、
炭素繊維
ガラス繊維
スチール繊維
竹繊維、または
複数の前記材料の組合せ。
【００１７】
繊維強化繊維複合材料のマトリクス材料は、好ましくは、例えば、熱可塑性または熱硬化性ポリマー等のポリマー材料、特に、熱硬化性エポキシ樹脂である。
本発明は、好ましい実施形態を例として添付の図面を参照して、以下により詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る風力発電設備の概略斜視図。
【図２】図１の風力発電設備のポッドに関する概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
ほぼ同一または同等の機能を持つ同じ要素については、図面において同じ符号を付して特定される。
図１は、本発明に係る風力発電設備１００の概略図を示す。風力発電設備１００は、パイロン１０２と、パイロン１０２上のポッド１０４とを有する。ポッド１０４には、３つのロータブレード１０８とスピナ１１０とを有する空気力学的ロータ１０６が設けられている。風力発電設備の運転において、ロータ１０６は、風によって回転させられ、これにより、ロータ１０６に直接的にまたは間接的に結合された発電機（図２参照）の発電機ロータまたはロータ部材を回転させる。好ましくはゆっくりと回転する同期発電機である発電機は、ポッド１０４内に配置され、電力を生成する。 ロータブレード１０８のピッチ角は、好ましくは、ロータブレード１０８のロータブレード根元のピッチモータによって変化する。ロータ１０６およびロータブレード１０８は、図２にさらに詳細に示されたメイン軸受け手段１によって回転軸Ａを中心に回転可能に取り付けられている。
【００２０】
図２に示されたメイン軸受け手段１は、軸Ａの方向において離間して配置された第１軸受け部３ａと第２軸受け部３ｂとを有している。メイン軸受け手段１は、第１軸受け部３ａに、それぞれ滑り軸受け、好ましくは、流体力学の滑り軸受けの形態である第１ラジアル軸受け５ａと第１軸滑り軸受け７ａとを有している。第２軸受け部３ｂには、それぞれ滑り軸受け、好ましくは、流体力学の滑り軸受けの形態である第２ラジアル軸受け５ｂと第２軸滑り軸受け７ｂとを有している。
【００２１】
第１および第２ラジアル軸受け５ａ，５ｂは、それぞれ、第１軸受けリング１１に設けられ、あるいは固定された滑り軸受けライニング９を有している。滑り軸受けライニング９は、好ましくは、部分的または全体的に、繊維補強樹脂材料、例えば、ガラス繊維補強プラスチック（ＧＲＰ）から作られており、好ましくは、多数の摩擦低減表面層１３を有している。軸滑り軸受け７ａ，７ｂは、好ましくは、部分的または全体的に、繊維強化複合材料から作られており、多数の摩擦低減用の表面層１３を有する滑り軸受けライニング９を有していてもよい。
【００２２】
第１軸滑り軸受け７ａは、好ましくは、第１軸受けリングに可逆的かつ解放可能に接続される第１フランジ１５に設けられ、あるいは配置されている。特に好ましくは、スペーサ部１７は、メイン軸受け手段１の軸方向における軸受けの遊びを調整するために、第１フランジ１５と第１軸受けリング１１との間に設けられている。
【００２３】
第２軸方向軸受けは、好ましくは、第２フランジ１９に設けられ、あるいは配置されている。第２フランジ１９は、選択的に、第１軸受けリング１１または機械キャリア１３６に設けられ、あるいはそこに固定されている。
【００２４】
第１軸受けリング１１に加えて、メイン軸受け手段１は、好ましくは、外輪の形態である第２軸受けリング２１を有している。第２軸受けリング２１は、一方で、ロータ１０６に接続され、他方で、発電機１３０のロータ部材１３４に回転不能に接続されている。
【００２５】
第１軸受け部３ａでは、第２軸受けリング２１は、第１ラジアル軸受け５ａおよびメイン軸受け手段１の第１軸滑り軸受け７ａと協働する第１径方向内側に延伸するカラー２３ａを有している。滑り軸受けの配置を提供するために、第１ラジアル軸受け５ａの滑り軸受けライニング９と協働する径方向に配向された第１表面部２５ａが、第１カラー２３ａに設けられている。さらに、軸方向に配向され、第１軸滑り軸受け７ａの滑り軸受けライニング９を用いて滑り軸受けアセンブリを提供する第２表面部２５ｂが、第１カラー２３ａに配置されている。
【００２６】
同様に、第２軸受けリング２１は、第２軸受け部３ｂに配置された第２の径方向内側に向かって方向付けされたカラー２３ｂを有している。第２カラー２３ｂは、径方向に配向され、第２ラジアル軸受け５ｂの滑り軸受けライニング９を用いて滑り軸受けを形成する第１表面部２７ａを有している。さらに、第２カラー２３ｂは、第２軸滑り軸受け７ｂの滑り軸受けライニング９を用いて滑り軸受けを形成する第２の軸方向に方向付けされた表面部２７ｂを有している。
【００２７】
表面部２５ａ，２５ｂ，２７ａ，２７ｂは、好ましくは、金属材料から作られており、１．０μｍ以下、好ましくは、０．８μｍ以下の表面粗さＲａを有している。
好ましい構成では、所定の摩耗限界に達した後で変化する金属インサートを、表面部２５ａ，２５ｂ，２７ａ，２７ｂにおけるカラー２３ａ，２３ｂに入れることが可能である。
【００２８】
滑り軸受け５ａ，５ｂ，７ａ，７ｂの滑り軸受けライニング９は、好ましくは、セグメント状の滑り軸受けライニングの形態であって、このようにして所定の摩耗限界に達するとそれらが変化するように、それらを運ぶ本体１１，１５，１９に、それぞれ、可逆的かつ解放可能に接続されている。
【図１】
2019516908.tif 000003
【図２】
2019516908.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月27日(2018.11.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記第１・第２ラジアル軸受け（５ａ，５ｂ）は、それぞれ、滑り軸受けライニング（９）を有し、前記第１・第２ラジアル軸受けの前記滑り軸受けライニングは、共通の第１軸受けリング（１１）に配置されている、
請求項１に記載の風力発電設備。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記第１・第２軸滑り軸受け（７ａ，７ｂ）は、それぞれ、滑り軸受けライニング（９）を備え、前記第１軸滑り軸受け（７ａ）は、前記第１軸受けリング（１１）のフランジ（１５）に配置されている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の風力発電設備。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
前記メイン軸受け手段（１）は、前記発電機ロータ（１３２）に回転不能に接続されている第２軸受けリング（２１）を有している、
請求項１から６のいずれか１項に記載の風力発電設備。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１以上のロータブレード、ロータブレードまたはブレードが搭載されたロータハブと、発電機ステータとロータハブに回転不能に接続され軸を中心に回転する発電機ロータとを有し電力を生成する発電機と、を備え、ロータハブおよび発電機ロータは、回転不能に接続された風力発電設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述の種類の風力発電設備が、一般的に知られている。それらは、ロータブレードの周りを流れる風によって生じるロータハブの回転運動を電力に変換するために使用される。
その点で重要な意義は、ロータハブと発電機のメイン軸受け手段に起因する。メイン軸受け手段は、回転運動および風負荷の結果として、軸方向および半径方向の荷重を受ける。多くの異なる軸受けの概念が実際に確立されてきたが、多くは確立されなかった。より最近の過去においては、例えば、１つの軸受けを有するメイン軸受け手段の使用がますます普及し、１つ以上のトルク軸受け手段が軸受け部に用いられている。トルク軸受け手段の利点は、軸方向の力、半径方向の力、および傾斜モーメントを運ぶための高いレベルの能力を有し高度に実行可能で持続可能な解決策として論争を超えているが、それにもかかわらず、特に、寿命、メンテナンスの関与、音響減衰特性およびコスト効率の点で良好な妥協を必要とする代替の軸受け概念に到達する必要がある。
【０００３】
このような背景を念頭に置いて、本発明の目的は、上述の利点が可能な限り広範囲に達成されるように風力設備を改良することである。特に、本発明の目的は、上述の特性に関してメイン軸受けの概念が改善された風力発電設備を提供することである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／０７１２４６号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１３／１８２５８３号
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２００９０５３８７９号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第２５６８１６７号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１４／１６９９５２号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２０１５／０１７０００号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本明細書の導入部に記載された種類の風力発電設備では、本発明の目的が、請求項1に記載のように設計された風力発電設備によって達成される。特に、本発明の風力発電設備では、第１軸受け部は、第１ラジアル滑り軸受けおよび第１軸滑り軸受けを有し、第２軸受け部は、第２ラジアル滑り軸受けおよび第２軸滑り軸受けを有する。本発明は、軸受部が１つだけの軸受け部を有する軸受け手段と比較して、力のより良好な分布が達成されるという認識を利用する。特に、それぞれの軸方向の軸受けを有する２つの軸受け部への軸方向の力の分布がより低いレベルの軸受け摩耗を含むという利点も判明した。例えば、トルク軸受けや固定／フリー軸受け手段等の従来の軸受けと比較して、ロータに作用する、特に、ピッチングモーメントおよびヨーイングモーメントの形態の傾斜モーメントが、２つの軸受けによる軸方向および半径方向の力成分として、より良好に支持され得るという利点がある。一般に、デュアル軸受けの解決策は、トルク軸受けと比較して、ロータのヨーイングモーメントに対して敏感ではない。
【０００６】
本発明の有利な発展は、第１および第２のラジアル軸受けのそれぞれが滑り軸受けライニングを有し、第１および第２のラジアル滑り軸受けの滑り軸受けライニングが、好ましくは、内輪である共通の第１の軸受けリングに配置される。ラジアル軸受けは、好ましくは、同一または異なる直径の別々のステップで内輪に配置される。
【０００７】
さらに好ましい実施形態では、風力発電設備は、固定された機械キャリアおよび機械キャリアに固定して接続された第１軸受けリングを有する。指定されたローリング軸受けまたはそれ自身の軸受けリングを持つ滑り軸受が、それぞれ２つの軸受け部に装着される必要があるジャーナルを有する従来の構成と比較して、この実施形態が、第１軸受けリングが第１軸受け部と第２軸受け部の両方に対して滑り軸受けライニングを直接担持する限り、重要な構造の単純化を示す。
【０００８】
さらに好ましくは、第１および第２軸滑り軸受けは、それぞれ滑り軸受けライニングを有し、好ましくは、滑り軸受けライニングは、互いに対向配置されており、第１軸滑り軸受けの滑り軸受けライニングは、第１軸受けリングのフランジに配置されている。フランジに第１の軸受けの滑り軸受け入れを配置することは、例えば、フランジとリングとの間にスペーサディスクが使用されている限り、フランジを第１軸受けリングに固定することによって、軸滑り軸受けを非常に簡単に調整することを可能にする。
【０００９】
第１の好ましい代替案では、第２軸滑り軸受けの滑り軸受けライニングは、機械キャリアに配置されている。これに代わるものとして、好ましくは、フランジが第１フランジであって、第１軸受けリングが軸方向において反対の関係に配置された第２フランジを有しており、第２軸滑り軸受けの滑り軸受けライニングが第２フランジに配置されている。
【００１０】
好ましくは、本発明の風力発電設備は、好ましくは、外輪であって、発電機ロータに回転不能に接続された第２軸受けリングを有している。さらに好ましい構成では、第１軸受け部の第２軸受けリングは、径方向に沿って内側に延伸する第２カラーを有し、第２軸受け部では、それは径方向にそって内側に延伸する第２カラーを有し、第１のカラーは、第１軸滑り軸受けおよび第１ラジアル軸受けと協働し、第２カラーは、第２軸滑り軸受けおよび第２ラジアル軸受けと協働する。カラーは、好ましくは、少なくとも部分的に、第２軸受けリングから内方に突出する周方向に延伸する環状ディスクの形態である。
【００１１】
好ましい構成では、第１カラーは、第１ラジアル軸受けの滑り軸受けライニングに摺動するように延びる径方向に方向付けされた第１表面部と、第１軸方向軸受けの滑り軸受けライニングに摺動するように延びる軸方向に方向付けされた第２表面部と、を有している。
【００１２】
さらに好ましくは、第２カラーは、第２ラジアル軸受けの滑り軸受けライニングに摺動するように延びる半径方向に配向された第１表面部と、第２軸滑り軸受けの滑り軸受けライニングに摺動するように延びる軸方向に配向された第２表面部とを有する。
【００１３】
またさらに好ましくは、第１および／または第２カラーは、特に、第１および／または第２カラーの表面部が、部分的または全体的に金属材料を含む。好ましくは、第１および／または第２カラーにおける表面部の粗さは、１．０μｍ以下、または、０．８μｍ以下の表面粗さＲａを含む。表面粗さは、一般に公知の方法、例えば、ＤＩＮＥＮ ＩＳＯ ４２８７：２０１０に従って設定される。
【００１４】
使用される金属材料は、好ましくは、真鍮、黄銅合金、白金、例えば鉛、錫、アンチモン、ビスマス、銅、銅合金、特に銅リード鋳造合金、青銅鋳造合金、特に鉛青銅、鉛青銅 鋳造合金、鉛錫鋳造合金、アルミニウム、アルミニウム合金、特にアルミニウム錫鋳造合金、アルミニウム亜鉛鋳造合金、鋼、鋼合金、焼結金属または上述した複数の金属材料の組み合わせである。
【００１５】
純粋な金属材料の代わりとして、好ましくは、金属複合材料、例えば、セラミック−金属複合材料（サーメット）または金属−プラスチック複合材料が使用される。
あるいは、特に好ましくは、（例えば、金属酸化物を構成成分とすることができる）焼結セラミック、例えば、熱可塑性高機能ポリマーのような高機能プラスチック、特に、アモルファス熱可塑性高機能ポリマー、例えば、場合によってはグラファイトおよび／またはＰＴＦＥ添加剤を含むポリアミドイミド（ＰＡＩ）のような滑り軸受け表面に、非金属材料が使用される。
【００１６】
本発明に係るメイン軸受け手段のラジアル滑り軸受けおよび／または軸滑り軸受けは、流体滑り軸受けの形態である。
好ましくは、滑り軸受けライニングは、それぞれ部分的、あるいは完全に繊維複合材料から作成されている。さらに好ましくは、１以上または全ての滑り軸受けライニングに適用される複数の滑り軸受け層は、それぞれ以下の材料の１つを含む、
ポリテトラフルオロエチレン、
発泡ポリテトラフルオロエチレン、
モリブデンジスルフィド、
グラファイト、
グラフェン、
蒸着された金属材料、
または複数の前記材料の組み合わせ。
【００１７】
非金属材料が滑り軸受け表面に使用される場合、好ましくは、多数数の滑り軸受け層は、蒸着された金属材料から作られる。
さらに好ましくは、繊維複合材料は、以下からなるリストから選択される繊維材料を有している、
炭素繊維
ガラス繊維
スチール繊維
竹繊維、または
複数の前記材料の組合せ。
【００１８】
繊維強化繊維複合材料のマトリクス材料は、好ましくは、例えば、熱可塑性または熱硬化性ポリマー等のポリマー材料、特に、熱硬化性エポキシ樹脂である。
本発明は、好ましい実施形態を例として添付の図面を参照して、以下により詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る風力発電設備の概略斜視図。
【図２】図１の風力発電設備のポッドに関する概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
ほぼ同一または同等の機能を持つ同じ要素については、図面において同じ符号を付して特定される。
図１は、本発明に係る風力発電設備１００の概略図を示す。風力発電設備１００は、パイロン１０２と、パイロン１０２上のポッド１０４とを有する。ポッド１０４には、３つのロータブレード１０８とスピナ１１０とを有する空気力学的ロータ１０６が設けられている。風力発電設備の運転において、ロータ１０６は、風によって回転させられ、これにより、ロータ１０６に直接的にまたは間接的に結合された発電機（図２参照）の発電機ロータまたはロータ部材を回転させる。好ましくはゆっくりと回転する同期発電機である発電機は、ポッド１０４内に配置され、電力を生成する。 ロータブレード１０８のピッチ角は、好ましくは、ロータブレード１０８のロータブレード根元のピッチモータによって変化する。ロータ１０６およびロータブレード１０８は、図２にさらに詳細に示されたメイン軸受け手段１によって回転軸Ａを中心に回転可能に取り付けられている。
【００２１】
図２に示されたメイン軸受け手段１は、軸Ａの方向において離間して配置された第１軸受け部３ａと第２軸受け部３ｂとを有している。メイン軸受け手段１は、第１軸受け部３ａに、それぞれ滑り軸受け、好ましくは、流体力学の滑り軸受けの形態である第１ラジアル軸受け５ａと第１軸滑り軸受け７ａとを有している。第２軸受け部３ｂには、それぞれ滑り軸受け、好ましくは、流体力学の滑り軸受けの形態である第２ラジアル軸受け５ｂと第２軸滑り軸受け７ｂとを有している。
【００２２】
第１および第２ラジアル軸受け５ａ，５ｂは、それぞれ、第１軸受けリング１１に設けられ、あるいは固定された滑り軸受けライニング９を有している。滑り軸受けライニング９は、好ましくは、部分的または全体的に、繊維補強樹脂材料、例えば、ガラス繊維補強プラスチック（ＧＲＰ）から作られており、好ましくは、多数の摩擦低減表面層１３を有している。軸滑り軸受け７ａ，７ｂは、好ましくは、部分的または全体的に、繊維強化複合材料から作られており、多数の摩擦低減用の表面層１３を有する滑り軸受けライニング９を有していてもよい。
【００２３】
第１軸滑り軸受け７ａは、好ましくは、第１軸受けリングに可逆的かつ解放可能に接続される第１フランジ１５に設けられ、あるいは配置されている。特に好ましくは、スペーサ部１７は、メイン軸受け手段１の軸方向における軸受けの遊びを調整するために、第１フランジ１５と第１軸受けリング１１との間に設けられている。
【００２４】
第２軸方向軸受けは、好ましくは、第２フランジ１９に設けられ、あるいは配置されている。第２フランジ１９は、選択的に、第１軸受けリング１１または機械キャリア１３６に設けられ、あるいはそこに固定されている。
【００２５】
第１軸受けリング１１に加えて、メイン軸受け手段１は、好ましくは、外輪の形態である第２軸受けリング２１を有している。第２軸受けリング２１は、一方で、ロータ１０６に接続され、他方で、発電機１３０のロータ部材１３４に回転不能に接続されている。
【００２６】
第１軸受け部３ａでは、第２軸受けリング２１は、第１ラジアル軸受け５ａおよびメイン軸受け手段１の第１軸滑り軸受け７ａと協働する第１径方向内側に延伸するカラー２３ａを有している。滑り軸受けの配置を提供するために、第１ラジアル軸受け５ａの滑り軸受けライニング９と協働する径方向に配向された第１表面部２５ａが、第１カラー２３ａに設けられている。さらに、軸方向に配向され、第１軸滑り軸受け７ａの滑り軸受けライニング９を用いて滑り軸受けアセンブリを提供する第２表面部２５ｂが、第１カラー２３ａに配置されている。
【００２７】
同様に、第２軸受けリング２１は、第２軸受け部３ｂに配置された第２の径方向内側に向かって方向付けされたカラー２３ｂを有している。第２カラー２３ｂは、径方向に配向され、第２ラジアル軸受け５ｂの滑り軸受けライニング９を用いて滑り軸受けを形成する第１表面部２７ａを有している。さらに、第２カラー２３ｂは、第２軸滑り軸受け７ｂの滑り軸受けライニング９を用いて滑り軸受けを形成する第２の軸方向に方向付けされた表面部２７ｂを有している。
【００２８】
表面部２５ａ，２５ｂ，２７ａ，２７ｂは、好ましくは、金属材料から作られており、１．０μｍ以下、好ましくは、０．８μｍ以下の表面粗さＲａを有している。
好ましい構成では、所定の摩耗限界に達した後で変化する金属インサートを、表面部２５ａ，２５ｂ，２７ａ，２７ｂにおけるカラー２３ａ，２３ｂに入れることが可能である。
【００２９】
滑り軸受け５ａ，５ｂ，７ａ，７ｂの滑り軸受けライニング９は、好ましくは、セグメント状の滑り軸受けライニングの形態であって、このようにして所定の摩耗限界に達するとそれらが変化するように、それらを運ぶ本体１１，１５，１９に、それぞれ、可逆的かつ解放可能に接続されている。
【国際調査報告】
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