(57)【要約】  本発明は、ロータシャフト（２）と、ロータシャフト（２）を支持するための非回転第１支持構造（１０）と、第１支持構造（１０）に関連してロータシャフト（２）を支持するために配置された第１回転ベアリング（１１）であって、第１回転ベアリングは内側リング（２０）と、回転要素（１５）と、を具備した第１回転ベアリング（１１）と、内側リング（２０）を固定するための取付部（３０）であって、取付部（３０）は径方向外側支持面（３０ａ）を具備した取付部（３０）と、を具備し、取付部（３０）の径方向外側支持面（３０）は、拡張部材（４０）が取付部内に押し込まれることによって、内側リング（２０）を固定するために径方向外向きに拡張されている風力タービンのロータシャフト手段（１）に関する。本発明は、風力タービンのロータシャフト手段を製造するための方法にも関する。
2015526641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力タービンブレードを支持するためのロータシャフト（２）と、
該ロータシャフトを支持するための非回転第１支持構造（１０）であって、該第１支持構造は風力タービンのナセルフレームに組み付けられるように形成された非回転第１支持構造（１０）と、
第１支持点（１２）において前記第１支持構造に関連して前記ロータシャフト（２）を支持するために配置された第１回転ベアリング（１１）であって、該第１回転ベアリングは内側リング（２０）と、外側リング（２１）と、前記内側リングと外側リングとの間の中間構造内に配置された一式の回転要素（１５）と、を具備した第１回転ベアリング（１１）と、
前記内側リング（２０）を固定するための取付部（３０）であって、該取付部は径方向外側支持面（３０ａ）を具備した取付部（３０）と、を具備し、
前記内側リングの径方向内側支持面（２０ａ）は前記径方向外側支持面（３０ａ）に当接し、
前記取付部の前記径方向外側支持面は、拡張部材（４０）が前記取付部内に押し込まれることによって、前記内側リング（２０）を固定するために径方向外向きに拡張されていることを特徴とする風力タービンのロータシャフト手段（１）。
【請求項２】
前記取付部は拡張チャンバ（５０）を具備し、前記拡張部材（４０）は前記取付部の前記拡張チャンバ内に押し込まれていることを特徴とする請求項１に記載の風力タービンのロータシャフト手段（１）。
【請求項３】
前記拡張チャンバ（５０）は、テーパ状の接触面（５０ｂ）を具備した内部形状を備えていることを特徴とする請求項２に記載の風力タービンのロータシャフト手段（１）。
【請求項４】
前記拡張部材（４０）は、テーパ状の接触面（４０ａ）を具備した外部形状を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の風力タービンのロータシャフト手段（１）。
【請求項５】
前記拡張チャンバ（５０）内部形状は、前記拡張部材（４０）のテーパ状の外部形状と協働していることを特徴とする請求項３に従属した請求項４に記載の風力タービンのロータシャフト手段（１）。
【請求項６】
前記取付部は、前記ロータシャフト（２）によって形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の風力タービンのロータシャフト手段（１）。
【請求項７】
前記取付部は、前記支持構造（１０）によって形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の風力タービンのロータシャフト手段（１）。
【請求項８】
前記ロータシャフト（２）を支持するための非回転第２支持構造（１１０）であって、該第２支持構造は前記風力タービンのナセルフレーム内に配置された非回転第２支持構造（１１０）と、
第２支持点（１１２）において前記第２支持構造に関連して前記ロータシャフト（２）を支持するために配置された第２回転ベアリング（１１１）であって、該第２回転ベアリングは内側リング（１２０）と、外側リング（１２１）と、前記内側リングと外側リングとの間の中間構造内に配置された一式の回転要素（１１５）と、を具備した第２回転ベアリング（１１１）と、
該第２回転ベアリングの内側リング（１２０）を固定するための第２取付部（１３０）であって、該第２取付部は第２径方向外側支持面（１３０ａ）を具備した第２取付部（１３０）と、をさらに具備し、
前記第２回転ベアリングの内側リングの第２径方向内側支持面（２０ａ）は、前記径方向外側支持面（３０ａ）に当接し、
前記第２取付部の第２径方向外側支持面は、第２拡張部材（１４０）が前記第２取付部内に押し込まれることによって、前記第２回転ベアリングの内側リング（１２０）を固定するために径方向外向きに拡張されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の風力タービンのロータシャフト手段（１）。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の風力タービンのロータシャフト手段を具備した風力タービンアセンブリであって、
該風力タービンアセンブリ（７）はナセルフレーム（７４）を具備し、前記ロータシャフト（２）は前記第１支持構造（１０）によって支持され、且つ前記第１支持構造（１０）を介して前記ナセルフレームに組み付けられていることを特徴とする風力タービンアセンブリ。
【請求項１０】
風力タービンブレードを支持するためのロータシャフト（２）と、内側リング（２０）、外側リング（２１）、および前記内側リングと外側リングとの間の中間構造内に配置された一式の回転要素（１５）を具備した第１回転ベアリングを介して、第１支持点（１２）において前記ロータシャフトを支持した非回転第１支持構造（１０）と、を具備した風力タービンのロータシャフト手段（１）を製造するための方法であって、該方法は、
前記第１支持点において前記第１回転ベアリングの前記内側リングを取付部（３０）に組み付けるステップであって、前記取付部は径方向外側支持面（３０ａ）を具備し、前記内側リングの径方向内側支持面（２０ａ）が前記径方向外側支持面（３０ａ）に当接するステップと、
拡張部材（４０）を前記取付部内に押し込むことによって、前記第１回転ベアリングの前記内側リングを前記取付部に固定するステップであって、前記拡張部材が前記取付部を径方向外向きに拡張させるステップと、を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記第１回転ベアリングの前記内側リング（２０）を組み付けるステップは、前記取付部（３０）に関連して前記内側リングを前記径方向外側支持面（３０ａ）に対して軸方向にスライドさせるステップを含み、前記内側リングは前記取付部に関してすきまばめ公差を有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記内側リング（２０）を固定するステップは、前記拡張部材を拡張チャンバ（５０）の受容開口部（５０ａ）内に挿入し、前記拡張部材を前記拡張チャンバ内に押し込むステップを含んでいることを特徴とする請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記拡張部材の接触面（４０ａ）と前記拡張チャンバの接触面（５０ａ）との間に潤滑を供給するステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記拡張部材（４０）によって径方向外向きに前記取付部を拡張することによって、前記内側リング（２０）を予圧するステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記取付部に関連して前記拡張部材（４０）の軸方向位置を調節することによって、前記第１回転ベアリングの内側クリアランスを調節するステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は風力タービンのための回転ベアリング手段、より具体的には、風力タービンブレードを支持するためのロータシャフトを具備した風力タービンのロータシャフト手段に関し、ロータシャフトは、風力タービンのロータシャフト手段の取付部に取り付けられた内側リングを具備した回転ベアリングを備えた第１支持点において支持されている。
【０００２】
本発明は、風力タービンのロータシャフト手段を製造するための方法にも関する。
【背景技術】
【０００３】
風力タービンの巨大な寸法および重量のために、ロータシャフトおよび風力タービンブレードを支持するベアリング手段の耐荷重能力および性能は高い重要度であり、それはベアリングの正確な整列および位置決めの高度な要求に帰結している。一般的に、水平もしくは水平に近いタイプのロータシャフトの風力タービンに関して、ベアリング手段は軸方向荷重および径方向荷重の両方を支持しなくてはならず、軸方向荷重は共通に作動の際にタービンブレードから伝達された軸方向荷重を含み、同様にロータシャフトおよびタービンブレードと風力タービンタワーとの間の衝突の危険性を減少するために水平面に関して傾斜されて共通に組み付けられたタービンブレードの重量に起因した軸方向荷重を含んでいる。
【０００４】
さらに、部品の重量およびサイズ、ならびにタワー状構造内のロータ手段の位置は、風力タービンの製造、組み付け、および保守に関するコストを増大させている。特に、耐荷重回転ベアリングをロータシャフトおよび支持構造に取り付けることは、煩わしく且つ高コストであり、一般的に組み付けられる回転ベアリングの内側リングのような部材の加熱技術を含んでおり、それは適切な取り付けおよび予圧を提供する一方で、シャフトおよび／または支持構造に関連した回転ベアリングの整列および配向に関する精密な要求が高いためである。結果的に、組み付け工程は長時間かかり、加熱および整列制御計測のための補助設備を必要とする。また、既知の解決策においては、耐荷重回転ベアリングをロータシャフトまたは支持構造から取り外すことは、わずらわしく且つ時間を消費する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
先行技術の前述のおよび他の欠点の観点から、本発明の一般的な目的は風力タービンのロータシャフト手段を提供することであり、この手段は、ロータシャフトおよび／またはロータシャフトを支持する支持構造に関連した回転ベアリングの組み付け／取り外し、および風力タービンのロータシャフト手段を製造するための方法を改良することを可能にしている。
【０００６】
これらのおよび他の目的は、独立請求項において提供された主題によって満たされる。本発明の好適な実施形態は従属請求項において表されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
その第１態様によれば、本発明は例えば水平または水平に近いタイプの風力タービンのロータシャフト手段に関連し、その手段は風力タービンブレードを支持するためのロータシャフトと、ロータシャフトを支持するための非回転第１支持構造であって、第１支持構造は風力タービンのナセルフレームに組み付けられるように準備された非回転第１支持構造と、第１支持点において第１支持構造に関連してロータシャフトを支持するために配置された第１回転ベアリングであって、第１回転ベアリングは内側リングと、外側リングと、内側リングと外側リングとの間の中間構造内に配置された一式の回転要素と、を具備した第１回転ベアリングと、を具備している。風力タービンのロータシャフト手段は内側リングを固定するための取付部をさらに具備し、取付部は径方向外側支持面を具備している。さらに、内側リングの径方向内側支持面は径方向外側支持面に当接し、取付部の径方向外側支持面は、拡張部材が取付部内に押し込まれることによって、内側リングを固定するために径方向外向きに拡張されている。
【０００８】
本発明は、発明者による具体化に基づいており、改良された且つより効率的な風力タービンのロータシャフト手段の組み付けが、取付部と内側リングとの間の圧力嵌合を提供するために、拡張部材とともに取付部を径方向外向きに拡張することによって、耐荷重回転ベアリングの内側リングを例えばロータシャフトもしくは支持構造の取付部に固定することによって実現されている。これにより、内側リングは、取付部が拡張される前に、有利に正確な位置において位置決めされ且つ取付部に関連して整列され得る。したがって、組み付け工程の際に、位置決めおよび整列ステップを取付ステップから分離することによって、組み付けは大幅に容易になり得る。
【０００９】
取付部内に押し込まれることによって、拡張部材は、取付部が径方向に拡張された状態を維持し、取付部と内側リングとの間の確実かつ信頼性の高い取付が作動の際に提供されることを確実にしている。その解決策のさらなる利点は、手段が、拡張部材を除去することによって対応した逆様式において、取り外され得ることである。これにより、取付部の径方向寸法は減少され、回転ベアリングの内側リングは、軸方向において取付部に関して自由になる。
【００１０】
風力タービンのロータシャフト手段は、調整量によって改良された且つ簡素化された様式において、回転ベアリングの内側リングの予圧レベルの調整をさらに可能にしており、これは拡張部材が例えば手段の保守の際に取付部内に押し込まれることによるものである。
【００１１】
例えば、拡張部材によって提供された取付部の径方向外向きの拡張は、１〜２０００ミクロンの間、または５〜５００ミクロンの間である。
【００１２】
例示的な実施形態によれば、取付部は拡張チャンバを具備し、拡張部材は取付部の拡張チャンバ内に押し込まれている。これにより、拡張部材は、取付部の適切な拡張を提供するために、取付部の拡張部材の無い側に嵌合するように有利に形成され得る。例えば、拡張部材は、ロータシャフトの回転軸に沿って拡張チャンバ内に軸方向に押し込まれている。
【００１３】
さらなる実施形態によれば、拡張チャンバおよび拡張部材は同軸に配置されている。さらに実施形態によれば、拡張チャンバは受容開口部を具備し、その内部に拡張部材が組み付けの際に挿入される。
【００１４】
例えば、拡張チャンバは、取付部の径方向外側支持面内で径方向に取付部内に配置されている。さらに、例示的な実施形態によれば、拡張チャンバは取付部の径方向外側支持面の内部に径方向に直接配置され、径方向外側支持面と軸方向に整列されている。拡張部材は、取付部の径方向外側支持面に関して軸方向にオフセットされて配置されてもよい。
【００１５】
さらなる例示的な実施形態によれば、拡張チャンバはテーパ状の接触面を具備した内部形状を備えている。これにより、拡張チャンバは、拡張部材の挿入の際に拡張され、且つ拡張部材が所定の位置にある間拡張されたままであるように構成されている。例えば、例示的な実施形態によれば、径方向内側に面した拡張チャンバの接触面は、拡張チャンバ内への拡張部材の軸挿入方向において減少した径方向寸法を有するテーパ形状を備えている。
【００１６】
多様な実施形態によれば、拡張チャンバは、円錐、ピラミッド、または多角形の底面と頂点とを接続することによって形成された対応した形状に対応した内部形状を備え、径方向において拡張チャンバを形成した接触面は、円錐、ピラミッド、または対応した形状のテーパ側に対応している。さらに、拡張チャンバの形状は、ロータシャフトの回転軸と一致しているか、または平行な軸に関して回転対称とされ、円錐形状等であってもよい。
【００１７】
さらに例示的な実施形態によれば、拡張部材はテーパ状の接触面を具備した外部形状を備えている。これにより、拡張部材は、拡張部材の挿入の際に取付部を拡張させ、且つ拡張部材が所定の位置にある間、取付部を拡張された状態に維持するように構成されている。
【００１８】
例えば、例示的な実施形態によれば、径方向外側に面した拡張部材の外部接触面は、拡張チャンバ内への拡張部材の軸挿入方向において減少する寸法を有するテーパ形状を備えている。
【００１９】
多様な実施形態によれば、拡張チャンバは、円錐、ピラミッド、または多角形の底面と頂点とを接続することによって形成された対応した形状に対応した内部形状を備え、径方向においてチャンバを形成した面は、円錐、ピラミッド、または対応した形状のテーパ側に対応しており、頂点を含んだ形状の一部は切り取られていてもよい。さらに、拡張チャンバの形状は、ロータシャフトの回転軸と一致しているか、または平行な軸に関して回転対称とされ、円錐形状等であってもよい。
【００２０】
例示的な実施形態によれば、拡張チャンバの内部形状は拡張部材の外部形状と協働している。例えば、多様な実施形態によれば、ロータシャフトの回転軸に一致した法線方向を有する面に生じた、拡張チャンバおよび／または拡張部材の断面形状は、円形、楕円形、三角形、正方形、または多角形であってもよい。
【００２１】
風力タービンのロータシャフト手段の例示的な実施形態によれば、取付部はロータシャフトによって形成されている。これにより、第１回転ベアリングの内側リングは、非回転周囲支持構造によって支持されるロータシャフトに堅固に取り付けられ、取付部はロータシャフトの一部を形成している。
【００２２】
風力タービンのロータシャフト手段の別の例示的な実施形態によれば、取付部は支持構造によって形成されている。これにより、第１回転ベアリングの内側リングは支持構造に堅固に取り付けられ、その構造は径方向外周の中空ロータシャフトまたはハブの径方向内側非回転支持構造等であり、取付部は支持構造の一部を形成している。
【００２３】
さらに、例示的な実施形態によれば、風力タービンのロータシャフト手段は、ロータシャフトを支持するための非回転第２支持構造であって、第２支持構造は風力タービンのナセルフレームに組み付けられるように配置された非回転第２支持構造と、第２支持点において第２支持構造に関連してロータシャフトを支持するために配置された第２回転ベアリングであって、第２回転ベアリングは内側リングと、外側リングと、内側リングと外側リングとの間の中間構造内に配置された第２の一式の回転要素と、を具備した第２回転ベアリングと、をさらに具備している。風力タービンのロータシャフトは、第２回転ベアリングの内側リングを固定するための第２取付部であって、第２取付部は第２径方向外側支持面を具備した第２取付部をさらに具備している。さらに、第２回転ベアリングの内側リングの第２径方向内側支持面は、径方向外側支持面に当接し、第２取付部の第２径方向外側支持面は、第２拡張部材が第２取付部内に押し込まれることによって、第２回転ベアリングの内側リングを固定するために、径方向外向きに拡張されている。
【００２４】
本発明のさらなる態様によれば、その態様は、前述の実施形態のいずれか１つによる風力タービンのロータシャフトアセンブリを具備した風力タービン手段に関連し、この風力タービン手段はナセルフレームを具備し、ロータシャフトは第１支持構造によって支持され、且つ第１支持構造を介してナセルフレームに組み付けられている。
【００２５】
そのさらなる態様によれば、本発明は、風力タービンブレードを支持するためのロータシャフトと、内側リングと、外側リングと、内側リングと外側リングとの間の中間構造内に配置された一式の回転要素と、を具備した第１回転ベアリングを介して、第１支持点においてロータシャフトを支持した非回転第１支持構造と、を具備した風力タービンのロータシャフト手段を製造するための方法であって、この方法は、
第１支持点において第１回転ベアリングの内側リングを取付部に組み付けるステップであって、取付部は径方向外側支持面を具備し、内側リングの径方向内側支持面が径方向外側支持面に当接するステップと、
拡張部材を取付部内に押し込むことによって、第１回転ベアリングの内側リングを取付部に固定するステップであって、拡張部材が取付部を径方向外向きに拡張させるステップと、を含んでいる。
【００２６】
その方法は、改良されたおよびより信頼性の高い例えば耐荷重回転ベアリングの、ロータシャフト支持構造への組み付けを有利に可能にしている。その方法は、本発明の第１態様に関連して記載された様式と有利に類似している。
【００２７】
その方法の例示的な実施形態によれば、第１回転ベアリングの内側リングを組み付けるステップは、取付部に関連して内側リングを径方向外側支持面に対して軸方向にスライドさせるステップを含み、内側リングは取付部に関してすきまばめ公差を有する。例えば、内側リングと取付部との間のすきまばめ公差は、取付部の拡張による内側リングの取付部への固定に先立った、内側リングの整列および正確な位置決めを容易にしている。その方法のさらなる例示的な実施形態によれば、第１回転ベアリングの内側リングを組み付けるステップは、取付部に関連して内側リングを軸方向に位置決めし、取付部に関連して内側リングを整列させるステップをさらに含んでいる。
【００２８】
その方法のさらに例示的な実施形態によれば、内側リングを固定するステップは、拡張部材を拡張チャンバの受容開口部内に挿入し、拡張部材を拡張チャンバ内に押し込むステップを含んでいる。言い換えると、内側リングを固定するステップは、ロータシャフトの取付部または非回転支持構造の取付部を拡張させるステップを含んでおり、取付部の拡張は、内側リングと接触圧を有する取付部との間のインターフェイスを生じ、接触圧は取付部と内側リングとの間の動作を妨げているか、または排除している。
【００２９】
その方法の別の例示的な実施形態によれば、その方法は、拡張部材の接触面と拡張チャンバの接触面との間に潤滑を供給するステップをさらに含んでいる。実施形態によれば、潤滑は加圧供給オイル潤滑システムによって供給されるオイルを含んでいてもよい。さらに、取付部および／または拡張部材は、拡張部材の接触面と拡張チャンバとの間にオイルを加圧噴射するための内部チャネル構造を具備していてもよい。有利なことに、オイルフィルムは摩擦を減少させ、より小さい軸方向押込み力を必要としたより効率的な組み付け工程が提供され得る。チャネル構造は、風力タービンのロータシャフト手段の取り外しに関して、加圧オイル潤滑システムとともに使用されてもよく、第１回転ベアリングの内側リングを拡張された取付部の把持係合から取り外すために、拡張部材が除去される。チャネル構造は、拡張部材の接触面および／または取付け部の拡張チャンバにおいて出口をさらに含んでいる。
【００３０】
さらに、その方法の例示的な実施形態によれば、その方法は、拡張部材によって径方向外向きに取付部を拡張することによって、内側リングを予圧するステップをさらに含んでいる。
【００３１】
さらなる例示的な実施形態によれば、その方法は追加の以下のステップを含んでおり、そのステップは、内側クリアランスおよび／または内部ベアリング予備荷重を調節するために、取付部をさらに拡張するステップである。さらなる実施形態によれば、その方法は、内側クリアランスおよび／もしくは内部ベアリング予備荷重を減少するために、または内側リングを解放するために、拡張部材の軸方向位置を調節することによって取付部の拡張を減少するステップを含んでいる。さらに、第１ベアリングの内側リングは、拡張部材を除去し、且つ回転ベアリングを取付部から離れるように軸方向にスライドさせることによって解放され得る。
【００３２】
全体的に、本発明の他の目的、特徴、および利点は、以下の詳細な開示から、添付の従属請求項から、および図から明確になり、それらは等しく本発明の範囲内である。
【００３３】
本発明の実施形態は、添付図を参照するとともに実施例を利用してここに記載される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による風力タービンのロータシャフトの実施形態の概略的な断面を示した図である。
【図２】本発明による風力タービンのロータシャフトの実施形態の概略的な断面を示した図である。
【図３】本発明による風力タービンのロータシャフトの実施形態を具備した風力タービンの部分的な側面を概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図は、当業者にすでに認識されているように、実際の縮尺では記載されておらず、図中に記載されたもの以外は、等しく本発明の範囲内となる可能性がある。
【００３６】
図中では、類似または等価の要素は、等価の参照符号によって参照されている。
【００３７】
図１において、風力タービンの風力タービンブレードを支持するためのロータシャフト２を具備した風力タービンのロータシャフト手段１が記載されており、ロータシャフト２はロータ軸５に沿って軸方向に延びている。ロータシャフト２はナセルフレーム内に回転可能に組み付けられるように配置されており、ナセルフレームは、水平または水平に近いロータシャフトの配向を備えた風力タービンのタワー状支持構造の頂部に配置されている。しかしながら、風力タービンのロータシャフト手段１は水平配向タイプに限定されるものではなく、傾斜および垂直配向タイプのロータシャフトを含んだ風力タービン機器に使用されてもよい。ロータシャフトの配向は、使用可能な風力タービンのナセルフレーム内で、意図された使用可能組み付け位置に関連して確定されている。
【００３８】
図示されたように、非回転第１支持構造１０は、風力タービンのナセルフレームに関連して、ロータシャフト２を支持するために設けられている。例えば、支持構造１０は風力タービンのナセルフレームに組み付けられるように配置されているか、または支持構造１０は風力タービンのナセルフレーム構造の一部を形成している。第１回転ベアリング１１は、第１支持構造１０に関連して、軸方向におよび／または径方向にロータシャフト２を支持するためにさらに設けられている。第１回転ベアリング１１はロータシャフト２を回転可能に支持し、且つ第１支持点１２においてロータシャフト２を第１支持構造１０に接続している。第１回転ベアリングは内側リング２０、外側リング２１、および内側リングと外側リングとの間の中間構造内に配置されたローラ１５から成る一式の回転要素と、を具備している。図示されたように、第１ベアリングは単列環状ベアリングである。しかしながら、第１ベアリングは単列もしくは二列ベアリングであってもよく、または複数列の対称ローラもしくはテーパローラのような回転要素を具備していてもよい。第１ベアリングは、さらに回転要素と内側および外側軌道との湾曲した接触面を備えた球状もしくは環状ベアリング、テーパ状ローラベアリング、または適切な接触角を有するスラストベアリングのような自己調整ベアリングであってもよい。
【００３９】
さらに図示されたように、手段１は内側リング２０を固定するための取付部３０を具備し、この取付部はシャフト２の一部を形成しており、且つ径方向外側支持面３０ａを具備している。内側リングの径方向内側支持面２０ａは、拡張部材４０によって径方向外向きに拡張された径方向外側支持面３０ａに当接している。取付部３０の拡張された径方向外側支持面３０ａは、径方向内側支持面２０ａを押圧し、内側リング２０は、回転方向および軸方向の両方において、ロータシャフトに関して堅固にロックされている。
【００４０】
図示されたように、拡張部材４０はロータシャフト２の内部に形成された拡張チャンバ５０内に配置され、拡張チャンバ５０内に押し込まれ且つ配置された場合に、矢印Ｂによって示されたように、径方向外向きの方向において取付部３０を押圧し且つ拡張させるように配置された傾斜した接触面４０ａを備えたテーパ形状を有している。したがって、組み付けの際に、拡張部材４０は軸挿入方向Ａにおいて拡張チャンバ５０の軸方向面受容開口部５０ａ内に圧入され、拡張チャンバ５０の接触面５０ｂは拡張部材４０の接触面と協働し、且つこの面に一致した形状を備えている。挿入の際に、拡張部材４０が拡張チャンバ５０内に押し込まれた場合、接触面４０ａは拡張チャンバ５０の接触面５０ｂに対して少なくとも部分的にスライドし、径方向圧力を径方向外向きに直接加えて取付部３０を変形させ、径方向外側支持面３０ａの径方向寸法を増大させる。目的とされた機器に依存して、内側リングを取付部に固定するために、取付部は拡張部材４０によって弾性的におよび／または塑性的に変形されてもよい。
【００４１】
さらに図１に示されたように、風力タービンのロータシャフト手段１のロータシャフト２には、第２支持点１１２において第２支持構造１１０に関連してロータシャフト２を支持するように配置された第２回転ベアリング１１１が設けられており、第２回転ベアリングは内側リング１２０と、外側リグ１２１と、内側リングと外側リングとの間の中間構造内に配置された一式の第２回転要素１１５と、を具備している。第２回転ベアリング１１１は第２取付部１３０に固定されており、これは第１回転ベアリング１１と取付部３０とに関連した前述の記載の様式に類似している。
【００４２】
図示されたように、第２取付部１３０は、内側リング１２０の第２径方向内側支持面１２０ａに当接した第２径方向外側支持面１３０ａを具備している。第２取付部１３０は、内側を向いたテーパ状の接触面１５０ｂを備えた、内向きに配置された第２拡張チャンバ１５０をさらに具備し、接触面１５０ｂは第２拡張部材１４０の外側を向いた接触面１４０ａに当接している。
【００４３】
例えば、第１回転ベアリング１１および第２回転ベアリング１１１は所定の距離だけ離間されていてもよく、その距離は例えば、第１支持点１２におけるロータシャフト２の外径の５０％、７５％、１００％、もしくは１５０％に等しいか、またはそれらを超える距離である。
【００４４】
さらに示されているように、風力タービンのロータシャフト手段１には、異なったサイズ、耐荷重性、および自己調整能力の第１回転ベアリング１１および第２回転ベアリング１１１が設けられてもよい。これにより、手段はロータ軸５に沿って互いに反対向きの方向において異なった動作、および異なった軸方向耐荷重に関して構成される。
【００４５】
図２において、本発明による風力タービンのロータシャフト手段１の実施形態の斜視図が概略的に示されており、この手段は図１に関連して記載された実施形態に関連した代替のデザインに基づいている。しかしながら、図２の実施形態は、異なったように明言されるか、または図示されていない場合、図１に記載されたような風力タービンのロータシャフト手段１に関して記載されたように、対応した様式において配置されている。
【００４６】
図２の風力タービンのロータシャフト手段１は、図１の実施形態とは主に異なっており、取付部３０は、内部が中空のロータシャフト２が配置された支持構造１０の一部を形成している。これにより、拡張チャンバは支持構造１０内に形成され、拡張部材は組み付けの際に受容開口部５０ａ内に挿入される。さらに図示されたように、第１回転ベアリング１１はローラ１５’の追加の列および追加の内側リング２０’を具備した２列ベアリングであり、追加の内側リング２０’は内側リング２０に隣接して配置され、内側リング２０と類似の様式で取付部３０に固定されている。
【００４７】
図３においては、本発明による風力タービンのロータシャフト手段１の実施形態を具備した風力タービンアセンブリ７の部分的な側面が、概略的に示されている。図示されたように、風力タービンブレード７０およびハブユニット７１は、第１支持点１２において第１回転ベアリング１１によって、且つ第２支持点１１２において第２回転ベアリング１１１によって支持されたロータシャフト２に取り付けられている。手段１は、タワー状の支持部材７５上に配置された風力タービンフレーム構造内またはハウジング７４内に配置されている。さらに、ロータシャフト２は、ロータシャフト２の回転を発電機７３に連結する前に、ロータシャフト２の回転速度を変更するためのギアボックス７２に接続されている。それとは異なり、ロータシャフトは、ギアボックスを備えてロータシャフトの回転速度を変更することなく、発電機に直接連結されてもよい。
【００４８】
さらに概略的に図示されたように、第１回転ベアリング１１および第２回転ベアリング１１１の各々の１つは、個々の拡張部材４０および１４０を利用してロータシャフト２の取付部に固定されている。
【００４９】
風力タービンのロータシャフト手段１のロータシャフト２は、図３に概略的に示されたデザインに従って第１回転ベアリング１１および第２回転ベアリング１１１によって支持されているが、本発明により可能な多様な風力タービンベアリングのデザインが存在している。例えば、ロータシャフト２は２点風力タービンベアリングデザインによって支持されてもよく、この２点は第１支持点１２および第２支持点１１２、ならびに個々の第１回転ベアリング１１および第２回転ベアリング１１１から成り、回転速度を変更するギアボックスは、トルクコンバータとしてのみ作用する。ロータシャフト２を支持した第２回転ベアリング１１１は、ギアボックス内に一体に形成されてもよく、ギアボックス自身がロータシャフト２を支持してもよい。
【００５０】
例えば、例示的な実施形態によれば、風力タービンのロータシャフト手段のロータシャフト２は、３点風力タービンベアリングデザインによって支持されてもよく、このとき第２回転ベアリングはギアボックスの一部を形成しているか、またはギアボックス内に統合されており、ギアボックスはロータシャフト２を支持するために作用する第３回転ベアリングを具備し、第３回転ベアリングは第２回転ベアリングから離間されて、ロータ軸に沿った第３支持点に配置される。
【００５１】
さらに、軸方向に離間された第１回転ベアリング１１および第２回転ベアリング１１１は、好適な風力タービンロータシャフトのデザインに依存して、軸方向のあそびが概略無いように配置されるか、または適切な軸方向の遊びがあるように配置されてもよい。
【００５２】
さらに、本発明は少数の実施形態を参照するとともに、これまで主に記載されてきたことが理解される。しかしながら、当業者によって既に理解されているように、これまでに開示された実施形態以外の実施形態は、添付の請求項によって定義されたように、等しく本発明の範囲内とすることが可能である。
【００５３】
請求項において、「具備する」との用語は他の要素またはステップを排除するものではなく、「１つの」または「１つの」の不定冠詞は複数を排除するものではない。単一の装置または他のユニットは、請求項に記載されたいくつかのアイテムの機能を満足し得る。所定の特徴または方法ステップが相互に異なった従属請求項に記載されている事項は、これらの特徴またはステップの組み合わせが利益をもたらすために使用されることが不可能であることを示していない。
【符号の説明】
【００５４】
１  ・・・風力タービンのロータシャフト手段
２  ・・・ロータシャフト
５  ・・・ロータ軸
１０  ・・・非回転第１支持構造
１１  ・・・第１回転ベアリング
１２  ・・・第１支持点
１５  ・・・ローラ
２０，１２０  ・・・内側リング
２１，１２１  ・・・外側リング
３０  ・・・取付部
４０  ・・・拡張部材
５０  ・・・拡張チャンバ
７０  ・・・風力タービンブレード
７１  ・・・ハブユニット
７２  ・・・ギアボックス
７３  ・・・発電機
７４  ・・・ハウジング
７５  ・・・支持部材
１１０  ・・・第２支持構造
１１１  ・・・第２回転ベアリング
１１２  ・・・第２支持点
１１５  ・・・第２回転要素
１３０  ・・・第２取付部
１４０  ・・・第２拡張部材
１５０  ・・・第２拡張チャンバ
【図１】
2015526641.tif 000003
【図２】
2015526641.tif 000004
【図３】
2015526641.tif 000005
【国際調査報告】
2015526641.tif 000006
2015526641.tif 000007
2015526641.tif 000008
2015526641.tif 000009