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JP6109760B2 - Water current generator - Google Patents

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JP6109760B2 JP2014017835A JP2014017835A JP6109760B2 JP 6109760 B2 JP6109760 B2 JP 6109760B2 JP 2014017835 A JP2014017835 A JP 2014017835A JP 2014017835 A JP2014017835 A JP 2014017835A JP 6109760 B2 JP6109760 B2 JP 6109760B2
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Description

本発明は、水流発電装置に関する。   The present invention relates to a water current power generation apparatus.

海又は河川の水流(海流、潮流、河川流)エネルギーを利用して発電する水流発電装置が注目されている。水流発電装置は、回転部であるブレードと固定部であるナセルとの間に軸受が設置されている(特許文献1参照)。特許文献1には、ラジアル方向とスラスト方向の両方に軸受を設けることが記載されている。また、特許文献2には、軸受として水潤滑軸受を設けることが記載されている。   Attention has been focused on water current generators that generate power using the energy of ocean or river currents (sea currents, tidal currents, river flows). In the hydroelectric power generation apparatus, a bearing is installed between a blade that is a rotating part and a nacelle that is a fixed part (see Patent Document 1). Patent Document 1 describes that bearings are provided in both the radial direction and the thrust direction. Patent Document 2 describes providing a water-lubricated bearing as a bearing.

特表2009−543971号公報Special table 2009-543971 特開2012−112320号公報JP2012-112320A

水流発電装置は、水流の影響等で生じるブレードの振動等がナセル内の各部に伝達すると、回転軸や伝達要素に係る負荷が大きくなってしまう。これに対して、特許文献1に記載の軸受は、ブレードとナセルとの間に軸受を設けることで、ブレードの振動等がナセル内の要素に伝達することを抑制することができる。しかしながら、特許文献1に記載の軸受は、使用により接触面が消耗してしまう。また、特許文献2に記載の水潤滑軸受は、コイルが設けられたステータとロータとの間に設けられた構造であり、ブレードによる影響をナセル内に伝達することを抑制することができない。   When the vibration of the blade generated by the influence of the water flow or the like is transmitted to each part in the nacelle, the load on the rotating shaft and the transmission element becomes large. On the other hand, the bearing of patent document 1 can suppress that the vibration of a braid | blade, etc. transmit to the element in a nacelle by providing a bearing between a braid | blade and a nacelle. However, the contact surface of the bearing described in Patent Document 1 is consumed by use. Further, the water-lubricated bearing described in Patent Document 2 has a structure provided between the stator provided with the coil and the rotor, and cannot suppress the influence of the blades from being transmitted into the nacelle.

本発明は、ナセルに対してブレードを高い耐久性、かつ、高い精度で支持し、発電効率の低下を抑制できる水流発電装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a water current power generation apparatus that can support a blade with high durability and high accuracy with respect to a nacelle and can suppress a decrease in power generation efficiency.

本発明は、水流の力で発電を行う水流発電装置であって、前記水流の力で回転するブレードと、前記ブレードに連結され、前記ブレードと一体で回転する回転部と、前記回転部に連結され、前記回転部の回転力で発電する発電ユニットと、前記発電ユニットを覆い、前記発電ユニットが配置された空間と、ブレードが配置された水中との境界となり、前記発電ユニットが配置された空間を空気雰囲気とするナセルと、前記回転部の軸方向の前記ナセルとブレードとの間で、前記ナセルに対して前記回転部を支持する軸受ユニットと、を有し、前記軸受ユニットは、前記ナセルに連結され、前記回転部の軸方向に延在するラジアル固定部と、前記回転部に連結され、前記ラジアル固定部の軸方向に延在する面と対面したラジアル回転部と、前記ラジアル固定部の軸方向の一方の端部に連結され、前記軸方向に直交する径方向に延在する第1スラスト固定部と、前記ラジアル固定部の軸方向の他方の端部に連結され、前記軸方向に直交する径方向に延在する第2スラスト固定部と、前記回転部に連結され、前記第1スラスト固定部の径方向に延在する面と対面した第1スラスト回転部と、前記回転部に連結され、前記第2スラスト固定部の径方向に延在する面と対面した第2スラスト回転部と、前記ラジアル固定部と前記ラジアル回転部との間に水を供給し水圧を高くし、前記第1スラスト固定部と前記第1スラスト回転部との間に水を供給し水圧を高くし、前記第2スラスト固定部と前記第2スラスト回転部との間に水を供給し水圧を高くする水供給装置と、を備えることを特徴とする。   The present invention is a water current power generation apparatus that generates power with the force of a water flow, the blade rotating with the force of the water flow, a rotating unit connected to the blade and rotating integrally with the blade, and connected to the rotating unit A power generation unit that generates electric power with the rotational force of the rotating portion, a space that covers the power generation unit, is a boundary between the space where the power generation unit is disposed, and underwater where the blade is disposed, and is a space where the power generation unit is disposed A nacelle having an air atmosphere, and a bearing unit that supports the rotating portion with respect to the nacelle between the nacelle and the blade in the axial direction of the rotating portion, and the bearing unit includes the nacelle A radial fixing part connected to the rotating part and extending in the axial direction of the rotating part; a radial rotating part connected to the rotating part and facing a surface extending in the axial direction of the radial fixing part; Connected to one end of the radial fixing portion in the axial direction, connected to the first thrust fixing portion extending in the radial direction perpendicular to the axial direction, and to the other end in the axial direction of the radial fixing portion; A second thrust fixing portion extending in a radial direction orthogonal to the axial direction; a first thrust rotating portion coupled to the rotating portion and facing a surface extending in the radial direction of the first thrust fixing portion; Water is supplied between the second thrust rotating part connected to the rotating part and facing the surface extending in the radial direction of the second thrust fixing part, and between the radial fixing part and the radial rotating part. The water pressure is increased by increasing the water pressure between the first thrust fixing part and the first thrust rotating part, and the water pressure is supplied between the second thrust fixing part and the second thrust rotating part. A water supply device for increasing the water pressure. .

前記発電ユニットは、前記回転部と連結した増速機と、前記増速機で前記回転部の回転を変速した回転を伝達する伝達軸と、前記伝達軸と連結され前記伝達軸の回転力で発電を行う発電機と、を有し、前記増速機は、前記ナセルの外部から水を取得し、各部を冷却する冷却機構を備え、前記水供給装置は、前記冷却機構が外部から取得した水の一部を、前記ラジアル固定部と前記ラジアル回転部との間に、前記第1スラスト固定部と前記第1スラスト回転部との間及び前記第2スラスト固定部と前記第2スラスト回転部との間に供給することが好ましい。   The power generation unit includes a speed increasing device connected to the rotating unit, a transmission shaft that transmits rotation obtained by shifting the rotation of the rotating unit by the speed increasing device, and a rotational force of the transmission shaft connected to the transmission shaft. And the speed increaser includes a cooling mechanism that acquires water from outside the nacelle and cools each part, and the water supply device is acquired by the cooling mechanism from outside. A part of the water is disposed between the radial fixing part and the radial rotating part, between the first thrust fixing part and the first thrust rotating part, and between the second thrust fixing part and the second thrust rotating part. It is preferable to supply between.

また、前記水供給装置は、前記発電ユニットで発電された電力で駆動されるポンプを有し、前記ポンプで、前記ナセルの外にある水を、前記ラジアル固定部と前記ラジアル回転部との間に、前記第1スラスト固定部と前記第1スラスト回転部との間及び前記第2スラスト固定部と前記第2スラスト回転部との間に供給することが好ましい。   In addition, the water supply device has a pump driven by the electric power generated by the power generation unit, and the pump supplies water outside the nacelle between the radial fixing unit and the radial rotation unit. In addition, it is preferable to supply between the first thrust fixing portion and the first thrust rotating portion and between the second thrust fixing portion and the second thrust rotating portion.

また、前記水供給装置は、前記水流の力で回転する回転部と、前記回転部の回転力で水を送るポンプと、を有し、前記ポンプで、前記ナセルの外にある水を、前記ラジアル固定部と前記ラジアル回転部との間に、前記第1スラスト固定部と前記第1スラスト回転部との間及び前記第2スラスト固定部と前記第2スラスト回転部との間に供給することが好ましい。   Further, the water supply device has a rotating part that rotates by the force of the water flow, and a pump that feeds water by the rotating force of the rotating part, and the water that is outside the nacelle by the pump, Supplying between the radial fixing part and the radial rotating part, between the first thrust fixing part and the first thrust rotating part, and between the second thrust fixing part and the second thrust rotating part. Is preferred.

また、前記水供給装置は、前記ブレードの回転方向の前側の面に形成された開口と連結された流路を有し、前記ブレードが回転することで、前記流路内に流入する水を前記ラジアル固定部と前記ラジアル回転部との間に、前記第1スラスト固定部と前記第1スラスト回転部との間及び前記第2スラスト固定部と前記第2スラスト回転部との間に供給することが好ましい。   In addition, the water supply device has a flow path connected to an opening formed on the front surface in the rotation direction of the blade, and the blade flows so that the water flowing into the flow path is Supplying between the radial fixing part and the radial rotating part, between the first thrust fixing part and the first thrust rotating part, and between the second thrust fixing part and the second thrust rotating part. Is preferred.

また、前記回転部は、前記ブレード側の第1回転部と、前記ナセル側の第2回転部と、前記第1回転部と前記第2回転部とを連結するカップリングと、を有し、前記軸受ユニットは、前記ラジアル回転部と前記第1スラスト回転部と前記第2スラスト回転部とが、前記第1回転部に固定されていることが好ましい。   The rotating unit includes a first rotating unit on the blade side, a second rotating unit on the nacelle side, and a coupling that connects the first rotating unit and the second rotating unit, In the bearing unit, it is preferable that the radial rotating portion, the first thrust rotating portion, and the second thrust rotating portion are fixed to the first rotating portion.

また、前記ナセルに対して前記第2回転部を支持する軸受機構をさらに有することが好ましい。   Moreover, it is preferable to further have a bearing mechanism that supports the second rotating portion with respect to the nacelle.

また、前記第1スラスト固定部は、前記ラジアル固定部よりも径方向の外側に突出し、前記第2スラスト固定部は、前記ラジアル固定部よりも径方向の外側に突出し、前記第1スラスト回転部は、前記ラジアル回転部よりも径方向の外側に突出し、前記第2スラスト回転部は、前記ラジアル回転部よりも径方向の外側に突出し、前記第1スラスト回転部及び前記第2スラスト回転部は、前記軸方向において、前記第1スラスト固定部と前記第2スラスト固定部とにはさまれた範囲に配置されていることが好ましい。   Further, the first thrust fixing portion protrudes radially outward from the radial fixing portion, and the second thrust fixing portion protrudes radially outward from the radial fixing portion, and the first thrust rotating portion. Protrudes radially outward from the radial rotating part, the second thrust rotating part protrudes radially outward from the radial rotating part, and the first thrust rotating part and the second thrust rotating part are In the axial direction, it is preferable that the first thrust fixing portion and the second thrust fixing portion are disposed in a range sandwiched between the first thrust fixing portion and the second thrust fixing portion.

本発明に係る水流発電装置によれば、ナセルに対してブレードを高い耐久性、かつ、高い精度で支持し、発電効率の低下を抑制できる。   According to the water current generator according to the present invention, it is possible to support the blade with high durability and high accuracy with respect to the nacelle, and to suppress a decrease in power generation efficiency.

図1は、第1実施形態に係る水流発電装置の一例を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of the water current power generation apparatus according to the first embodiment. 図2は、第1実施形態に係る水流発電装置の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of the water current power generation apparatus according to the first embodiment. 図3は、第1実施形態に係る水流発電装置の軸受ユニット及び冷却ユニットの構造を模式的に示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram schematically showing the structure of the bearing unit and the cooling unit of the water current power generator according to the first embodiment. 図4は、軸受ユニットの第2軸受の概略構成を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of a second bearing of the bearing unit. 図5は、軸受ユニットの第2軸受の概略構成を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the second bearing of the bearing unit. 図6は、軸受ユニットの第2軸受の概略構成を示す正面図である。FIG. 6 is a front view showing a schematic configuration of a second bearing of the bearing unit. 図7は、第2実施形態に係る水流発電装置の一例を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of the water current power generation apparatus according to the second embodiment. 図8は、第2実施形態に係る水流発電装置の軸受ユニット及び冷却ユニットの構造を模式的に示す概略構成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram schematically showing the structure of the bearing unit and the cooling unit of the water current power generator according to the second embodiment. 図9は、第3実施形態に係る水流発電装置の一例を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of the water current power generation apparatus according to the third embodiment. 図10は、第4実施形態に係る水流発電装置の一例を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of the water current power generator according to the fourth embodiment. 図11は、第5実施形態に係る水流発電装置の一例を示す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram illustrating an example of the water current generator according to the fifth embodiment. 図12は、第5実施形態に係る水流発電装置のブレードの形状の一例を示す模式図である。FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example of the shape of the blade of the water current power generator according to the fifth embodiment.

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. The requirements of the embodiments described below can be combined as appropriate. Some components may not be used.

以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。所定面内の一方向をX軸方向、所定面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向(すなわち鉛直方向)をZ軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。   In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each part will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. One direction in the predetermined plane is the X-axis direction, the direction orthogonal to the X-axis direction in the predetermined plane is the Y-axis direction, and the direction orthogonal to each of the X-axis direction and the Y-axis direction (that is, the vertical direction) is the Z-axis direction. To do. Further, the rotation (inclination) directions around the X axis, Y axis, and Z axis are the θX, θY, and θZ directions, respectively.

<第1実施形態>
第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る水流発電装置1の一例を示す概略構成図である。図2は、本実施形態に係る水流発電装置1の一例を示す模式図である。図3は、第1実施形態に係る水流発電装置の軸受ユニット及び冷却ユニットの構造を模式的に示す概略構成図である。水流発電装置1は、水中に配置され、水流エネルギーで発電する。水流発電装置1は、例えば海中に配置され、海流エネルギー又は潮流エネルギーで発電する。なお、水流発電装置1は、河川中に配置され、河川流エネルギーで発電してもよい。
<First Embodiment>
A first embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a water current power generation apparatus 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the water current generator 1 according to the present embodiment. FIG. 3 is a schematic configuration diagram schematically showing the structure of the bearing unit and the cooling unit of the water current power generator according to the first embodiment. The water current power generation apparatus 1 is disposed in water and generates power with water current energy. The water current generator 1 is disposed, for example, in the sea, and generates power with ocean current energy or tidal energy. In addition, the water current power generation apparatus 1 may be disposed in a river and generate power with river flow energy.

水流発電装置1は、複数のブレード2が設けられたロータヘッド3を含むロータ(回転部)14と、ロータ14を回転可能に支持するナセル7を含むステータ(固定部)15と、ナセル7の内部空間に配置され、ロータヘッド3と接続されるドライブトレイン(動力伝達機構)8と、ナセル7の内部空間に配置され、ドライブトレイン8を介して伝達されるロータ14の回転エネルギーにより発電する発電機9と、を備えている。   The water current generator 1 includes a rotor (rotating part) 14 including a rotor head 3 provided with a plurality of blades 2, a stator (fixed part) 15 including a nacelle 7 that rotatably supports the rotor 14, Power generation that is generated by the rotational energy of a drive train (power transmission mechanism) 8 that is disposed in the internal space and connected to the rotor head 3, and the rotor 14 that is disposed in the internal space of the nacelle 7 and transmitted via the drive train 8. Machine 9.

本実施形態において、水流発電装置1は、海中浮遊方式の水流発電装置1である。図1に示すように、水流発電装置1は、ケーブル(係留策)10を介して海底に係留される。ナセル7の内部空間は、空気のような気体で満たされる。ロータヘッド3に複数のブレード2が取り付けられる。ブレード2に海流が当たると、そのブレード2に作用する海流エネルギーでロータヘッド3が回転する。ロータ14の回転エネルギー(回転トルク)は、回転軸4を介して、ドライブトレイン8を介して発電機9に伝達される。発電機9は、ドライブトレイン8を介して伝達されたロータ14の回転エネルギーにより発電する。回転軸4は、ロータヘッド3に固定され、ブレード2が転結されたロータヘッド3とともに回転する。回転軸4は、ナセル7内部に挿入されている。また、回転軸4は、ロータヘッド3側の部分(第1回転部)とナセル7内部に挿入されている部分(第2回転部)とがカップリング6で連結されている。水流発電装置1は、ロータヘッド3とナセル7との間に軸受ユニット5が配置され、ロータヘッド3は、ナセル7によって回転可能な状態で支持されている。軸受ユニット5については後述する。また、水流発電装置1は、回転軸4とナセル7との間にシール軸受19が配置されている。シール軸受19は、固定部がナセル7に固定され、回転部が回転軸4に固定され、回転軸4とナセル7との間を回転可能な状態で支持しつつ、回転軸4とナセル7との間をシールしている。これにより、水流発電装置1は、ナセル7の回転軸4が挿入されている部分からナセル7の内部に海水が流入することを抑制できる。   In this embodiment, the water current generator 1 is a submarine floating current generator 1. As shown in FIG. 1, the water current generator 1 is moored to the seabed via a cable (mooring measure) 10. The inner space of the nacelle 7 is filled with a gas such as air. A plurality of blades 2 are attached to the rotor head 3. When the ocean current hits the blade 2, the rotor head 3 rotates with ocean current energy acting on the blade 2. The rotational energy (rotational torque) of the rotor 14 is transmitted to the generator 9 through the drive shaft 8 through the rotary shaft 4. The generator 9 generates power using the rotational energy of the rotor 14 transmitted through the drive train 8. The rotating shaft 4 is fixed to the rotor head 3 and rotates together with the rotor head 3 to which the blade 2 is rolled. The rotating shaft 4 is inserted into the nacelle 7. In addition, in the rotating shaft 4, a portion on the rotor head 3 side (first rotating portion) and a portion inserted in the nacelle 7 (second rotating portion) are connected by a coupling 6. In the water current generator 1, the bearing unit 5 is disposed between the rotor head 3 and the nacelle 7, and the rotor head 3 is supported by the nacelle 7 in a rotatable state. The bearing unit 5 will be described later. In the water current generator 1, a seal bearing 19 is disposed between the rotating shaft 4 and the nacelle 7. The seal bearing 19 has a fixed portion fixed to the nacelle 7, a rotating portion fixed to the rotating shaft 4, and supports the rotating shaft 4 and the nacelle 7 while being rotatably supported between the rotating shaft 4 and the nacelle 7. The space between them is sealed. Thereby, the water current generator 1 can suppress seawater from flowing into the nacelle 7 from the portion where the rotating shaft 4 of the nacelle 7 is inserted.

発電機9で発電された電力は、送電ケーブルを介して地上に送られる。海中浮遊方式の水流発電装置1は、ケーブル10によって海中に浮遊するため、風及び波浪の影響を受け難い利点がある。   The electric power generated by the generator 9 is sent to the ground via a power transmission cable. The underwater floating type water current generator 1 floats in the sea by the cable 10 and thus has an advantage that it is hardly affected by wind and waves.

本実施形態において、ドライブトレイン8は、油圧ドライブトレインである。ドライブトレイン8は、回転軸4と接続されるブレーキ80と、回転軸4と接続される油圧ポンプ81と、油圧ポンプ81により作動する油圧モータ82と、配管83、84と、冷却ユニット85と、を備えている。水流発電装置1は、回転軸4をドライブトレイン8に含めてもよい。ブレーキ80は、ブレード2の回転を止めるときに駆動される。ブレーキ80は、回転軸4を固定し、回転しない状態とすることで、ブレード2等、ロータ14の回転を停止させる。油圧ポンプ81は、回転軸4の回転により作動オイルを加圧して吐出する。油圧モータ82は、供給される高圧の作動オイルによってロータを回転させる。配管83は、油圧ポンプ81のオイル吐出ポートと、油圧モータ82のオイル吸込ポートとを接続する。配管84は、油圧モータ82のオイル吐出ポートと、油圧ポンプ81のオイル吸込ポートとを接続する。ドライブトレイン8の作動オイルは、配管83及び配管84を流れることができる。冷却ユニット85は、配管84に設けられており、油圧モータ82から油圧ポンプ81に供給される作動オイルを冷却する。冷却ユニット85については、後述する。ドライブトレイン8は、ロータヘッド3が回転すると、回転軸4も回転する。油圧ポンプ81は、回転軸4を介して伝達されるロータヘッド3の回転エネルギーにより作動する。油圧ポンプ81は、油圧モータ82に作動オイルを供給して、その油圧モータ82を駆動する。油圧モータ82は、発電機9を作動する。   In the present embodiment, the drive train 8 is a hydraulic drive train. The drive train 8 includes a brake 80 connected to the rotating shaft 4, a hydraulic pump 81 connected to the rotating shaft 4, a hydraulic motor 82 operated by the hydraulic pump 81, pipes 83 and 84, a cooling unit 85, It has. The water current generator 1 may include the rotating shaft 4 in the drive train 8. The brake 80 is driven when stopping the rotation of the blade 2. The brake 80 stops the rotation of the rotor 14, such as the blade 2, by fixing the rotating shaft 4 and preventing the brake 80 from rotating. The hydraulic pump 81 pressurizes and discharges the working oil by the rotation of the rotating shaft 4. The hydraulic motor 82 rotates the rotor by the supplied high-pressure hydraulic oil. The pipe 83 connects the oil discharge port of the hydraulic pump 81 and the oil suction port of the hydraulic motor 82. The pipe 84 connects the oil discharge port of the hydraulic motor 82 and the oil suction port of the hydraulic pump 81. The working oil of the drive train 8 can flow through the pipe 83 and the pipe 84. The cooling unit 85 is provided in the pipe 84 and cools the working oil supplied from the hydraulic motor 82 to the hydraulic pump 81. The cooling unit 85 will be described later. In the drive train 8, when the rotor head 3 rotates, the rotating shaft 4 also rotates. The hydraulic pump 81 is operated by the rotational energy of the rotor head 3 transmitted through the rotary shaft 4. The hydraulic pump 81 supplies hydraulic oil to the hydraulic motor 82 and drives the hydraulic motor 82. The hydraulic motor 82 operates the generator 9.

次に、冷却ユニット85について説明する。冷却ユニット85は、作動オイルとナセル7の外から取水した海水との間で熱交換を行い、作動オイルを冷却する機構である。また、本実施形態の冷却ユニット85は、後述する軸受ユニット5の水供給装置53の機能も備えている。冷却ユニット85は、オイルクーラ100と、給水ポンプ102と、フィルタ104、110と、バルブ106、108と、アキュムレータ112と、配管120、122、124、126と、を有する。冷却ユニット85は、オイルクーラ100と、給水ポンプ102と、フィルタ104、110と、バルブ106、108と、アキュムレータ112と、がナセル7の内部に配置されている。冷却ユニット85は、給水ポンプ102、フィルタ104、バルブ108、フィルタ110、アキュムレータ112、配管120、126の組み合わせが軸受ユニット5の水供給装置53となる。   Next, the cooling unit 85 will be described. The cooling unit 85 is a mechanism that cools the working oil by exchanging heat between the working oil and seawater taken from outside the nacelle 7. The cooling unit 85 of the present embodiment also has a function of a water supply device 53 of the bearing unit 5 described later. The cooling unit 85 includes an oil cooler 100, a water supply pump 102, filters 104 and 110, valves 106 and 108, an accumulator 112, and pipes 120, 122, 124, and 126. In the cooling unit 85, the oil cooler 100, the water supply pump 102, the filters 104 and 110, the valves 106 and 108, and the accumulator 112 are disposed inside the nacelle 7. In the cooling unit 85, a combination of the water supply pump 102, the filter 104, the valve 108, the filter 110, the accumulator 112, and the pipes 120 and 126 becomes the water supply device 53 of the bearing unit 5.

また、配管120、122、124、126は、ナセル7を貫通しており、一方の端部がナセル7の外、つまり海水が充填されている空間に配置されている。冷却ユニット85は、配管120が海水を内部に取水する取水管となり、配管122、124、126が接続されている。配管122、124、126は、配管120で取得した海水を所定の経路で流した後、配管120と接続していない側の端部から外部に排出する。   The pipes 120, 122, 124, and 126 penetrate the nacelle 7, and one end thereof is disposed outside the nacelle 7, that is, in a space filled with seawater. In the cooling unit 85, the pipe 120 serves as a water intake pipe for taking seawater into the interior, and the pipes 122, 124, and 126 are connected thereto. The pipes 122, 124, and 126 discharge the seawater acquired by the pipe 120 through a predetermined path, and then discharge the seawater to the outside from the end portion that is not connected to the pipe 120.

オイルクーラ100は、熱交換器であり、配管84に設置されている。オイルクーラ100は、配管122にも連結されている。オイルクーラ100は、配管84を流れる作動オイルと、配管122を流れる海水とを配管等を介して接触させ、作動オイルと海水との間で熱交換を行う。   The oil cooler 100 is a heat exchanger and is installed in the pipe 84. The oil cooler 100 is also connected to the pipe 122. The oil cooler 100 brings the working oil flowing through the pipe 84 and the seawater flowing through the pipe 122 into contact via a pipe or the like, and performs heat exchange between the working oil and the seawater.

給水ポンプ102は、配管120に設置されており、配管120にナセル7の外の海水を吸引する流れを形成する。フィルタ104は、配管120の給水ポンプ102よりもナセル7外の海水にある端部側に配置されており、配管120に流入する海水に含まれる異物を捕集し、給水ポンプ102に流入することを抑制する。   The water supply pump 102 is installed in the pipe 120 and forms a flow for sucking seawater outside the nacelle 7 in the pipe 120. The filter 104 is arranged on the end side in the seawater outside the nacelle 7 with respect to the water supply pump 102 of the pipe 120, collects foreign matters contained in the seawater flowing into the pipe 120, and flows into the water supply pump 102. Suppress.

バルブ106は、配管124に設置されており、開度を調整することで、配管124の開閉や流量を調整する。配管124は、配管120に接続されており、配管120から供給された海水をそのままナセル7の外に排出するリリーフ配管である。冷却ユニット85は、配管124を設けることで、使用しない海水を排出することができる。これにより、給水ポンプ102を常時稼働させることができ、海水の供給の応答性を高くすることができる。   The valve 106 is installed in the pipe 124, and adjusts the opening and closing of the pipe 124 and the flow rate by adjusting the opening degree. The pipe 124 is a relief pipe that is connected to the pipe 120 and discharges the seawater supplied from the pipe 120 to the outside of the nacelle 7 as it is. The cooling unit 85 can discharge unused seawater by providing the pipe 124. Thereby, the feed water pump 102 can always be operated and the responsiveness of the supply of seawater can be enhanced.

バルブ108は、配管126に設置されており、開度を調整することで、配管126の開閉や流量を調整する。配管126は、ロータヘッド3とナセル7との間に配置された軸受ユニット5の後述する第1軸受51、第2軸受52に水を供給する配管である。フィルタ110は、バルブ108よりも軸受ユニット5側、つまり、海水の流れ方向の下流側に配置されている。フィルタ110は、配管126に流入し、第1軸受51、第2軸受52に供給される海水に含まれる異物を捕集する。アキュムレータ112は、海水を所定の圧力で貯留している。アキュムレータ112は、給水ポンプ102が停止する等、配管126に海水が適切に供給されない場合、貯留している海水を配管126に供給し、第1軸受51、第2軸受52に海水を供給する。   The valve 108 is installed in the pipe 126, and adjusts the opening and closing of the pipe 126 and the flow rate by adjusting the opening degree. The pipe 126 is a pipe that supplies water to a first bearing 51 and a second bearing 52 described later of the bearing unit 5 disposed between the rotor head 3 and the nacelle 7. The filter 110 is disposed on the bearing unit 5 side of the valve 108, that is, on the downstream side in the seawater flow direction. The filter 110 flows into the pipe 126 and collects foreign matters contained in seawater supplied to the first bearing 51 and the second bearing 52. The accumulator 112 stores seawater at a predetermined pressure. The accumulator 112 supplies the stored seawater to the pipe 126 and supplies the seawater to the first bearing 51 and the second bearing 52 when seawater is not properly supplied to the pipe 126, such as when the feed water pump 102 is stopped.

冷却ユニット85は、給水ポンプ102を駆動させ、配管120から配管122に海水を供給することで、オイルクーラ100を通過する作動オイルを冷却する。また、冷却ユニット85は、配管120から配管126に海水を供給することで、第1軸受51、第2軸受52に給水ポンプ102で加圧された海水を供給する。   The cooling unit 85 drives the water supply pump 102 and supplies seawater from the pipe 120 to the pipe 122 to cool the working oil passing through the oil cooler 100. The cooling unit 85 supplies seawater pressurized by the water supply pump 102 to the first bearing 51 and the second bearing 52 by supplying seawater from the pipe 120 to the pipe 126.

次に、図2及び図3に加え、図4から図6を用いて軸受ユニット5について説明する。図4は、軸受ユニットの第2軸受の概略構成を示す斜視図である。図5は、軸受ユニットの第2軸受の概略構成を示す断面図である。図6は、軸受ユニットの第2軸受の概略構成を示す正面図である。   Next, the bearing unit 5 will be described with reference to FIGS. 4 to 6 in addition to FIGS. FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of a second bearing of the bearing unit. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the second bearing of the bearing unit. FIG. 6 is a front view showing a schematic configuration of a second bearing of the bearing unit.

軸受ユニット5は、第1軸受51と、第2軸受52と、水供給装置53と、を有する。第1軸受51と、第2軸受52とは、ナセル7のロータヘッド3と対面する面に配置されている。第2軸受52は、第1軸受51よりもドライブトレイン8側(ナセル7の内部空間に近い側)に配置されている。ここで、ナセル7は、内部に空間を形成している箱から、ロータヘッド3側に突出した円筒部分が設けられている。第1軸受51と、第2軸受52とは、ナセル7の当該円筒部分の外周面に設けられている。ナセル7の円筒部分は、内部に回転軸4が配置され、カップリング6が配置され、外周面がロータヘッド3の内周面と対面している。   The bearing unit 5 includes a first bearing 51, a second bearing 52, and a water supply device 53. The first bearing 51 and the second bearing 52 are disposed on the surface of the nacelle 7 facing the rotor head 3. The second bearing 52 is disposed closer to the drive train 8 than the first bearing 51 (side closer to the inner space of the nacelle 7). Here, the nacelle 7 is provided with a cylindrical portion that protrudes toward the rotor head 3 from a box that forms a space therein. The first bearing 51 and the second bearing 52 are provided on the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the nacelle 7. The cylindrical portion of the nacelle 7 has a rotating shaft 4 disposed therein, a coupling 6 disposed therein, and an outer peripheral surface facing an inner peripheral surface of the rotor head 3.

第1軸受51、第2軸受52は、ゴム等の樹脂で形成される。第1軸受51と第2軸受52は、第1軸受51と第2軸受52との間で、かつ回転軸4に直交する面を軸として対称な形状である。以下、第2軸受52を用いて、構造を説明する。   The first bearing 51 and the second bearing 52 are formed of a resin such as rubber. The first bearing 51 and the second bearing 52 are symmetrical between the first bearing 51 and the second bearing 52 and have a plane orthogonal to the rotation shaft 4 as an axis. Hereinafter, the structure will be described using the second bearing 52.

第2軸受52は、図4から図6に示すように、回転軸4の径方向に伸びたリング150と回転軸4の軸方向に伸びた円筒152とが連結している。つまり、第2軸受52は、円筒152の一方の端部に径方向に伸びたフランジが形成された形状である。第2軸受52は、リング150の径方向内側の端部に円筒152が固定されており、円筒152の第1軸受51から遠い側の端部にリング150が固定されている。   As shown in FIGS. 4 to 6, in the second bearing 52, a ring 150 extending in the radial direction of the rotating shaft 4 and a cylinder 152 extending in the axial direction of the rotating shaft 4 are connected. That is, the second bearing 52 has a shape in which a radially extending flange is formed at one end of the cylinder 152. In the second bearing 52, the cylinder 152 is fixed to the radially inner end of the ring 150, and the ring 150 is fixed to the end of the cylinder 152 on the side far from the first bearing 51.

リング150は、第1軸受51と対面する面が、ロータヘッド3の径方向に伸びた面170と対面している。リング150は、回転軸4の回転方向に所定間隔離間して、吐出穴140が形成されている。また、リング150は、面170と対面する面に他の位置より窪んだポケット160が形成されている。吐出穴140は、ポケット160に繋がっている。   The ring 150 has a surface facing the first bearing 51 facing a surface 170 extending in the radial direction of the rotor head 3. The ring 150 is formed with a discharge hole 140 at a predetermined interval in the rotation direction of the rotary shaft 4. The ring 150 has a pocket 160 that is recessed from other positions on the surface facing the surface 170. The discharge hole 140 is connected to the pocket 160.

円筒152は、径方向外側の面がロータヘッド3の軸方向に伸びた面172と対面している。円筒152は、回転軸4の回転方向に所定間隔離間して、吐出穴142が形成されている。また、円筒152は、面172と対面する面に他の位置より窪んだポケット162が形成されている。吐出穴142は、ポケット162に繋がっている。   The cylinder 152 has a radially outer surface facing a surface 172 extending in the axial direction of the rotor head 3. The cylinder 152 is formed with a discharge hole 142 that is spaced apart by a predetermined distance in the rotation direction of the rotary shaft 4. The cylinder 152 has a pocket 162 that is recessed from another position on the surface facing the surface 172. The discharge hole 142 is connected to the pocket 162.

次に、水供給装置53は、上述した水供給装置53の配管126に水を供給する構成と、分岐管130と、リング管132と、供給管134と、を有する。分岐管130は、一方の端部が配管126と接続されており、他方の端部が複数に分岐されている。分岐管130は、分岐された他方の端部がリング管132に接続されている。リング管132は、回転軸4を囲うように配置されている。リング管132は、マニホールドとなり、分岐管130から供給された海水を周方向に圧力分布が少ない状態で保持する。供給管134は、一方の端部がリング管132と接続され、他方の端部が吐出穴140、142のいずれかと接続されている。供給管134は、吐出穴140、142のポケット160、162が形成されている端部とは反対側の端部と接続されている。水供給装置53は、吐出安140、142にポケット160、162が形成された面、つまり、面170、172と対面する面に向けて水を供給する。   Next, the water supply device 53 includes a configuration for supplying water to the pipe 126 of the water supply device 53 described above, a branch pipe 130, a ring pipe 132, and a supply pipe 134. The branch pipe 130 has one end connected to the pipe 126 and the other end branched into a plurality of branches. The other end of the branch pipe 130 is connected to the ring pipe 132. The ring tube 132 is disposed so as to surround the rotating shaft 4. The ring pipe 132 becomes a manifold and holds the seawater supplied from the branch pipe 130 in a state where the pressure distribution is small in the circumferential direction. The supply pipe 134 has one end connected to the ring pipe 132 and the other end connected to one of the discharge holes 140 and 142. The supply pipe 134 is connected to the end opposite to the end where the pockets 160 and 162 of the discharge holes 140 and 142 are formed. The water supply device 53 supplies water toward the surface where the pockets 160 and 162 are formed in the discharge pipes 140 and 142, that is, the surface facing the surfaces 170 and 172.

このように軸受ユニット5は、第1軸受51と第2軸受52のリング150がスラスト軸受の固定部(スラスト固定部)となり、面170がスラスト軸受の回転部(ラジアル回転部)となる。軸受ユニット5は、第1軸受51と第2軸受52の円筒部152がラジアル軸受の固定部(ラジアル固定部)となり、面172がラジアル軸受の回転部(ラジアル回転部)となる。   Thus, in the bearing unit 5, the ring 150 of the first bearing 51 and the second bearing 52 serves as a thrust bearing fixing portion (thrust fixing portion), and the surface 170 serves as a thrust bearing rotating portion (radial rotating portion). In the bearing unit 5, the cylindrical portion 152 of the first bearing 51 and the second bearing 52 is a radial bearing fixing portion (radial fixing portion), and the surface 172 is a radial bearing rotating portion (radial rotating portion).

軸受ユニット5は、水供給装置53により、吐出穴140からリング150と面170との間に加圧された海水を供給する。これにより、リング150と面170との間が加圧された状態となり、リング150と面170とが接触しない方向の力が作用する。ここで、軸受ユニット5は、第1軸受51と第2軸受52とが対象に配置されている。これにより、軸受ユニット5は、第1軸受51と第2軸受52とで軸方向において、互いに逆向きの力を作用させる。これにより、ナセル7とロータヘッド3との間で作用する軸方向(スラスト力)の力を軸受ユニット5で受けることができる。また、軸受ユニット5は、リング150と面170との間に加圧された海水を供給することで、リング150と面170とが接触することを抑制できる。これにより、軸受ユニット5が消耗することを抑制できる。   The bearing unit 5 supplies pressurized seawater between the ring 150 and the surface 170 from the discharge hole 140 by the water supply device 53. As a result, a pressure is applied between the ring 150 and the surface 170, and a force in a direction in which the ring 150 and the surface 170 do not contact each other acts. Here, the bearing unit 5 is arranged with the first bearing 51 and the second bearing 52 as targets. As a result, the bearing unit 5 exerts forces opposite to each other in the axial direction between the first bearing 51 and the second bearing 52. Thereby, the axial (thrust force) force acting between the nacelle 7 and the rotor head 3 can be received by the bearing unit 5. Further, the bearing unit 5 can suppress contact between the ring 150 and the surface 170 by supplying pressurized seawater between the ring 150 and the surface 170. Thereby, it can suppress that the bearing unit 5 is consumed.

軸受ユニット5は、水供給装置53により、吐出穴142から円筒152と面172との間に加圧された海水を供給する。これにより、円筒152と面172との間が加圧された状態となり、円筒152と面172とが接触しない方向の力が作用する。これにより、ナセル7とロータヘッド3との間で作用する径方向の力(回転軸に直交する方向の力、ラジアル力)を軸受ユニット5で受けることができる。また、軸受ユニット5は、円筒152と面172との間に加圧された海水を供給することで、円筒152と面172とが接触することを抑制できる。これにより、軸受ユニット5が消耗することを抑制できる。   The bearing unit 5 supplies pressurized seawater between the cylinder 152 and the surface 172 from the discharge hole 142 by the water supply device 53. As a result, a pressure is applied between the cylinder 152 and the surface 172, and a force in a direction in which the cylinder 152 and the surface 172 do not contact each other acts. As a result, a radial force (a force perpendicular to the rotation axis, a radial force) acting between the nacelle 7 and the rotor head 3 can be received by the bearing unit 5. Further, the bearing unit 5 can suppress contact between the cylinder 152 and the surface 172 by supplying pressurized seawater between the cylinder 152 and the surface 172. Thereby, it can suppress that the bearing unit 5 is consumed.

このように、軸受ユニット5は、第1軸受51と第2軸受52を、リング150と円筒152とを繋げた形状とし、スラスト方向と、ラジアル方向の両方の力を受ける構造とすることで、ロータヘッド3をナセル7に対して保持することができ、回転軸4に係る力を小さくすることができる。また、軸受ユニット5を、ナセル7の外側、つまり回転軸のナセル7の内部より外側の部分に設けることで、ドライブトレイン8の各要素に、ブレード2の振動が伝達することを抑制できる。   Thus, the bearing unit 5 has a structure in which the first bearing 51 and the second bearing 52 are connected to the ring 150 and the cylinder 152, and receive both forces in the thrust direction and the radial direction. The rotor head 3 can be held with respect to the nacelle 7, and the force concerning the rotating shaft 4 can be reduced. Further, by providing the bearing unit 5 outside the nacelle 7, that is, outside the inside of the nacelle 7 of the rotating shaft, it is possible to suppress the vibration of the blade 2 from being transmitted to each element of the drive train 8.

また水流発電装置1は、軸受ユニットの消耗を抑制できるため、水流発電装置1の不具合(故障など)の発生が抑制される。また、構造がシンプルであるため、メンテナンスが容易であり、メンテナンスの頻度及びメンテナンスのコストを抑制することができる。水流発電装置1が、例えば沖合の海域の海中に設置される場合、頻繁にメンテナンスすることが困難となる可能性がある。本実施形態によれば、メンテナンスの頻度が抑制される。   Moreover, since the water current generator 1 can suppress the wear of the bearing unit, the occurrence of malfunctions (failures, etc.) of the water current generator 1 is suppressed. In addition, since the structure is simple, maintenance is easy, and maintenance frequency and maintenance cost can be suppressed. When the water current generator 1 is installed in, for example, an offshore sea area, frequent maintenance may be difficult. According to this embodiment, the frequency of maintenance is suppressed.

また、水流発電装置1は、ドライブトレイン8の作動オイルを冷却する冷却ユニット85で循環される海水を軸受ユニット5に供給する水供給装置53として用いることで、水流発電装置1の機構を有効に活用することができる。   Moreover, the water current generator 1 effectively uses the mechanism of the water current generator 1 by using the seawater circulated by the cooling unit 85 that cools the working oil of the drive train 8 as the water supply device 53 that supplies the bearing unit 5. Can be used.

また、水流発電装置1は、リング150の面170と対面する面にポケット160を設け、円筒152の面172と対面する面にポケット162を設けることで、水供給装置53で供給した水を好適にリング150と面170との間、円筒152と面172との間に保持することができる。これにより、リング150と面170との間、円筒152と面172との間を加圧された状態に維持しやすくできる。   In addition, the water current generator 1 is preferably provided with the pocket 160 on the surface facing the surface 170 of the ring 150 and the pocket 162 on the surface facing the surface 172 of the cylinder 152, so that the water supplied by the water supply device 53 is suitable. Can be held between the ring 150 and the surface 170 and between the cylinder 152 and the surface 172. Thereby, it is possible to easily maintain a pressurized state between the ring 150 and the surface 170 and between the cylinder 152 and the surface 172.

また、第1軸受51、第2軸受52は、リング150、円筒152に設ける吐出穴をそれぞれ4個以上8個以下とすることが好ましい。これにより、リング150、円筒152の強度を維持しつつ、好適に海水を供給することができる。   Moreover, it is preferable that the first bearing 51 and the second bearing 52 have 4 or more and 8 or less discharge holes provided in the ring 150 and the cylinder 152, respectively. Thereby, seawater can be suitably supplied, maintaining the intensity | strength of the ring 150 and the cylinder 152. FIG.

ここで、給水ポンプ102の動力としては、発電機9で発電した電力、外部電力、ドライブトレイン8の一部と繋がり、ドライブトレイン8で伝達される力等を用いることができる。   Here, as the power of the water supply pump 102, power generated by the generator 9, external power, a part of the drive train 8 and the force transmitted by the drive train 8 can be used.

<第2実施形態>
図7及び図8を用いて、第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。図7は、第2実施形態に係る水流発電装置の一例を示す模式図である。図8は、第2実施形態に係る水流発電装置の軸受ユニット及び冷却ユニットの構造を模式的に示す概略構成図である。水流発電装置1では、ドライブトレイン8に油圧回路を用い、油圧で動力を伝達したが、機械式で動力を伝達してもよい。
Second Embodiment
The second embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of the water current power generation apparatus according to the second embodiment. FIG. 8 is a schematic configuration diagram schematically showing the structure of the bearing unit and the cooling unit of the water current power generator according to the second embodiment. In the water current generator 1, a hydraulic circuit is used for the drive train 8 and power is transmitted by hydraulic pressure, but power may be transmitted mechanically.

図7及び図8に示す水流発電装置1aは、ドライブトレイン8aを有する。ドライブトレイン8aは、歯車式ドライブトレインである。ドライブトレイン8aは、回転軸4と接続されるブレーキ80と、回転軸4と接続される歯車式増速機190と、を有する。歯車式増速機190は、回転軸4から伝達された回転を増速して発電機9に伝達する。また、ドライブトレイン8aは、歯車式増速機190に潤滑油を供給する潤滑油ポンプ194と潤滑油ライン196とを有する。また、潤滑油ライン196には、潤滑油を冷却する冷却ユニット85aが接続されている。冷却ユニット85aは、冷却する対象が作動オイルから潤滑油になること以外は、冷却ユニット85と同様の構造である。軸受ユニット5aは、第1軸受51と、第2軸受52と、水供給装置53aとを有する。水供給装置53aは、冷却ユニット85aの一部の構成を有し、冷却ユニット85aでナセル7内に流入させた海水の一部を第1軸受51、52に供給する。   The water current generator 1a shown in FIGS. 7 and 8 has a drive train 8a. The drive train 8a is a gear type drive train. The drive train 8 a includes a brake 80 connected to the rotating shaft 4 and a gear type gearbox 190 connected to the rotating shaft 4. The gear type gearbox 190 increases the rotation transmitted from the rotary shaft 4 and transmits it to the generator 9. Further, the drive train 8 a includes a lubricating oil pump 194 that supplies lubricating oil to the gear type gearbox 190 and a lubricating oil line 196. In addition, a cooling unit 85a for cooling the lubricating oil is connected to the lubricating oil line 196. The cooling unit 85a has the same structure as the cooling unit 85 except that the object to be cooled is changed from working oil to lubricating oil. The bearing unit 5a includes a first bearing 51, a second bearing 52, and a water supply device 53a. The water supply device 53a has a configuration of a part of the cooling unit 85a, and supplies a part of the seawater that has flowed into the nacelle 7 by the cooling unit 85a to the first bearings 51 and 52.

このように、水流発電装置1aは、ドライブトレイン8aに歯車式の増速機を用いた場合も、潤滑油を冷却するために循環させる海水の一部を第1軸受51、第2軸受52に供給することで、既存の駆動源を用いて、軸受ユニット5aに加圧された水を供給することができる。   As described above, even when the gear train type gearbox is used for the drive train 8a, the water current generator 1a uses the first bearing 51 and the second bearing 52 to circulate a part of the seawater to be circulated to cool the lubricating oil. By supplying, the pressurized water can be supplied to the bearing unit 5a using the existing drive source.

<第3実施形態>
図9を用いて、第3実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。図9は、第3実施形態に係る水流発電装置の一例を示す模式図である。図9に示す水流発電装置1bは、冷却ユニット85bの海水を循環させる給水ポンプの駆動源が異なるのみで他の構成は、水流発電装置1aと同様である。
<Third Embodiment>
The third embodiment will be described with reference to FIG. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted. FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of the water current power generation apparatus according to the third embodiment. The hydroelectric power generation apparatus 1b shown in FIG. 9 is the same as the hydroelectric power generation apparatus 1a except for the drive source of the feed water pump that circulates the seawater of the cooling unit 85b.

図9に示す水流発電装置1bは、冷却ユニット85aの給水ポンプが発電機9から供給される電力で駆動されるモータ202で駆動される。軸受ユニット5bの水供給装置53bは、モータ202で駆動された給水ポンプで送られる海水を第1軸受51、第2軸受52に供給する。   9 is driven by a motor 202 that is driven by electric power supplied from a generator 9 to a water supply pump of a cooling unit 85a. The water supply device 53 b of the bearing unit 5 b supplies seawater sent by a water supply pump driven by the motor 202 to the first bearing 51 and the second bearing 52.

このように、第1軸受51、第2軸受52に海水を供給するポンプの駆動源としては、発電機9で発電した電力を用いてもよい。これにより、外部から電力を得なくても駆動することができる。また、電力で給水ポンプを駆動させることで、ナセル7内での配置の自由度を高くすることができる。   Thus, as the drive source of the pump that supplies seawater to the first bearing 51 and the second bearing 52, the power generated by the generator 9 may be used. Thereby, it can drive, without obtaining electric power from the outside. Moreover, the freedom degree of arrangement | positioning in the nacelle 7 can be made high by driving a water supply pump with electric power.

<第4実施形態>
図10を用いて、第4実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。図10は、第4実施形態に係る水流発電装置の一例を示す模式図である。軸受ユニットが水を供給する駆動源としては、別途ポンプを設けてもよい。
<Fourth embodiment>
The fourth embodiment will be described with reference to FIG. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted. FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of the water current power generator according to the fourth embodiment. A pump may be separately provided as a drive source for supplying water from the bearing unit.

図10に示す水流発電装置1cは、水供給装置53cはポンプ220と、ポンプ220に接続され、ナセル7を貫通した回転軸222と、回転軸222のナセル7の外に接続されたプロペラ224と、ポンプ220に接続され、端部がナセル7の外に配置された配管225と、ポンプ220と第1軸受51及び第2軸受52とを接続する配管226と、を有する。プロペラ224は、ブレード2と同様に、海流を受けて回転する。ポンプ220は、回転軸222を介して伝達されるプロペラ224の回転力で駆動され、配管225から海水を吸引し、配管226に供給する。またドライブトレインの歯車式増速機190の潤滑油を冷却する冷却ユニット85cは、潤滑油の冷却のみに海水を利用する。   10, the water supply device 53c is connected to the pump 220, the pump 220, the rotating shaft 222 penetrating the nacelle 7, and the propeller 224 connected to the rotating shaft 222 outside the nacelle 7. The pipe 225 is connected to the pump 220 and has an end disposed outside the nacelle 7, and the pipe 226 connecting the pump 220 to the first bearing 51 and the second bearing 52. Like the blade 2, the propeller 224 rotates in response to the ocean current. The pump 220 is driven by the rotational force of the propeller 224 transmitted through the rotating shaft 222, sucks seawater from the pipe 225, and supplies the seawater to the pipe 226. The cooling unit 85c that cools the lubricating oil of the gear type gearbox 190 of the drive train uses seawater only for cooling the lubricating oil.

水流発電装置1cのように、軸受ユニット5cの第1軸受51及び第2軸受52に加圧された海水を供給するポンプを別途設けることでも軸受に加圧された海水を供給することができる。また、第4実施形態の水流発電装置1cは、ポンプ220を海流の力で駆動することで、電力や、ブレードで発生した力を使用せずに、ポンプ220を駆動することができる。これにより、発電量をより多くすることができる。   As with the water current generator 1c, the pressurized seawater can be supplied to the bearing by separately providing a pump for supplying pressurized seawater to the first bearing 51 and the second bearing 52 of the bearing unit 5c. Moreover, the water current generator 1c of the fourth embodiment can drive the pump 220 without using electric power or the force generated by the blades by driving the pump 220 with the force of the ocean current. Thereby, electric power generation amount can be increased more.

<第5実施形態>
図11及び図12を用いて、第5実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。図11は、第5実施形態に係る水流発電装置の一例を示す模式図である。図12は、第5実施形態に係る水流発電装置のブレードの形状の一例を示す模式図である。
<Fifth Embodiment>
The fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted. FIG. 11 is a schematic diagram illustrating an example of the water current generator according to the fifth embodiment. FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example of the shape of the blade of the water current power generator according to the fifth embodiment.

水流発電装置1dは、軸受ユニット5dは、第1軸受51と、第2軸受52と、水供給装置53dと、を有する。水供給装置53dは、ブレード2aの内部に形成された配管300と、ブレード2aの径方向外側の端部近傍に配置された給水穴302とを有する。配管300は、第1軸受51と、第2軸受52とに海水を供給する配管に連結されている。給水穴302は、配管300と接続されている。給水穴302は、ブレード2aの回転方向の前側(上流側)の面に形成されている。給水穴302の周囲には、溝304が形成されている。溝304は、珠方形状であり、海水を給水穴302に案内する。   In the water current generator 1d, the bearing unit 5d includes a first bearing 51, a second bearing 52, and a water supply device 53d. The water supply device 53d has a pipe 300 formed inside the blade 2a and a water supply hole 302 disposed in the vicinity of the radially outer end of the blade 2a. The pipe 300 is connected to a pipe that supplies seawater to the first bearing 51 and the second bearing 52. The water supply hole 302 is connected to the pipe 300. The water supply hole 302 is formed on the front (upstream) surface of the blade 2a in the rotation direction. A groove 304 is formed around the water supply hole 302. The groove 304 has a pearl shape and guides seawater to the water supply hole 302.

水供給装置53dは、ブレード2aの先端近傍に形成される旋回流の力を利用して、給水穴302に海水を流入させる。流入した海水は配管300を通って径方向内側に移動し、第1軸受51と、第2軸受52とに供給される。   The water supply device 53d causes the seawater to flow into the water supply hole 302 using the force of the swirling flow formed near the tip of the blade 2a. The inflowing seawater moves radially inward through the pipe 300 and is supplied to the first bearing 51 and the second bearing 52.

水流発電装置1dは、ブレード2aの回転を利用して、加圧された海水を第1軸受51と、第2軸受52とに供給することで、ポンプ等の駆動源を設ける必要が無くなる。これにより、装置構成を簡単にすることができる。   The water current generator 1d uses the rotation of the blade 2a to supply pressurized seawater to the first bearing 51 and the second bearing 52, thereby eliminating the need to provide a drive source such as a pump. Thereby, the apparatus configuration can be simplified.

なお、本実施形態では、第1軸受51と第2軸受52とを設けたが第1軸受51と第2軸受52とを一体化した1つの軸受としてもよい。   In the present embodiment, the first bearing 51 and the second bearing 52 are provided. However, the first bearing 51 and the second bearing 52 may be integrated into one bearing.

1 水流発電装置
2 ブレード
3 ロータヘッド
4 回転軸
5 軸受ユニット
7 ナセル
8 ドライブトレイン
9 発電機
10 ケーブル(係留策)
14 ロータ
15 ステータ
19 シール軸受
51 第1軸受
52 第2軸受
53 水供給装置
81 油圧ポンプ
82 油圧モータ
83、84 配管
85 冷却ユニット
100 オイルクーラ
102 給水ポンプ
104、110 フィルタ
106、108 バルブ
112 アキュムレータ
120、122、124、126 配管
130 分岐管
132 リング管
134 供給管
140、142 吐出穴
150 リング
152 円筒
160、162 ポケット
170、172 面
1 Water Current Generator 2 Blade 3 Rotor Head 4 Rotating Shaft 5 Bearing Unit 7 Nacelle 8 Drive Train 9 Generator 10 Cable (Mooring Measures)
14 Rotor 15 Stator 19 Sealed bearing 51 First bearing 52 Second bearing 53 Water supply device 81 Hydraulic pump 82 Hydraulic motor 83, 84 Piping 85 Cooling unit 100 Oil cooler 102 Water supply pump 104, 110 Filter 106, 108 Valve 112 Accumulator 120, 122, 124, 126 Pipe 130 Branch pipe 132 Ring pipe 134 Supply pipe 140, 142 Discharge hole 150 Ring 152 Cylinder 160, 162 Pocket 170, 172 surface

Claims (5)

水流の力で発電を行う水流発電装置であって、
前記水流の力で回転するブレードと、
前記ブレードに連結され、前記ブレードと一体で回転する回転部と、
前記回転部に連結され、前記回転部の回転力で発電する発電ユニットと、
前記発電ユニットを覆い、前記発電ユニットが配置された空間と、ブレードが配置された水中との境界となり、前記発電ユニットが配置された空間を空気雰囲気とするナセルと、
前記回転部の軸方向の前記ナセルとブレードとの間で、前記ナセルに対して前記回転部を支持する軸受ユニットと、を有し、
前記軸受ユニットは、前記ナセルに連結され、前記回転部の軸方向に延在するラジアル固定部と、
前記回転部に連結され、前記ラジアル固定部の軸方向に延在する面と対面したラジアル回転部と、
前記ラジアル固定部の軸方向の一方の端部に連結され、前記軸方向に直交する径方向に延在する第1スラスト固定部と、
前記ラジアル固定部の軸方向の他方の端部に連結され、前記軸方向に直交する径方向に延在する第2スラスト固定部と、
前記回転部に連結され、前記第1スラスト固定部の径方向に延在する面と対面した第1スラスト回転部と、
前記回転部に連結され、前記第2スラスト固定部の径方向に延在する面と対面した第2スラスト回転部と、
前記ラジアル固定部と前記ラジアル回転部との間に水を供給し水圧を高くし、前記第1スラスト固定部と前記第1スラスト回転部との間に水を供給し水圧を高くし、前記第2スラスト固定部と前記第2スラスト回転部との間に水を供給し水圧を高くする水供給装置と、を備え
前記発電ユニットは、前記回転部と連結した増速機と、前記増速機で前記回転部の回転を変速した回転を伝達する伝達軸と、前記伝達軸と連結され前記伝達軸の回転力で発電を行う発電機と、を有し、
前記増速機は、前記ナセルの外部から水を取得し、各部を冷却する冷却機構を備え、
前記水供給装置は、前記冷却機構が外部から取得した水の一部を、前記ラジアル固定部と前記ラジアル回転部との間に、前記第1スラスト固定部と前記第1スラスト回転部との間及び前記第2スラスト固定部と前記第2スラスト回転部との間に供給することを特徴とする水流発電装置。
A water current power generation device that generates power by the power of water flow,
A blade rotating by the force of the water flow;
A rotating unit coupled to the blade and rotating integrally with the blade;
A power generation unit connected to the rotating unit and generating electric power with the rotational force of the rotating unit;
A nacelle that covers the power generation unit, becomes a boundary between the space in which the power generation unit is disposed and the water in which the blade is disposed, and the space in which the power generation unit is disposed as an air atmosphere;
A bearing unit that supports the rotating part with respect to the nacelle between the nacelle and the blade in the axial direction of the rotating part;
The bearing unit is connected to the nacelle, and a radial fixing portion extending in the axial direction of the rotating portion;
A radial rotating part coupled to the rotating part and facing a surface extending in the axial direction of the radial fixing part;
A first thrust fixing portion connected to one end portion in the axial direction of the radial fixing portion and extending in a radial direction perpendicular to the axial direction;
A second thrust fixing portion connected to the other axial end portion of the radial fixing portion and extending in a radial direction perpendicular to the axial direction;
A first thrust rotating unit coupled to the rotating unit and facing a surface extending in a radial direction of the first thrust fixing unit;
A second thrust rotating part connected to the rotating part and facing a surface extending in a radial direction of the second thrust fixing part;
Water is supplied between the radial fixing part and the radial rotating part to increase the water pressure, water is supplied between the first thrust fixing part and the first thrust rotating part to increase the water pressure, and the first A water supply device for supplying water between the two thrust fixing portions and the second thrust rotating portion to increase the water pressure ,
The power generation unit includes a speed increasing device connected to the rotating unit, a transmission shaft that transmits rotation obtained by shifting the rotation of the rotating unit by the speed increasing device, and a rotational force of the transmission shaft connected to the transmission shaft. A generator for generating electricity,
The speed increaser includes a cooling mechanism that acquires water from the outside of the nacelle and cools each part,
In the water supply device, a part of the water acquired from the outside by the cooling mechanism is interposed between the radial fixing portion and the radial rotating portion, and between the first thrust fixing portion and the first thrust rotating portion. and water flow power generator and supplying between said second thrust fixed portion and said second thrust rotating unit.
水流の力で発電を行う水流発電装置であって、
前記水流の力で回転するブレードと、
前記ブレードに連結され、前記ブレードと一体で回転する回転部と、
前記回転部に連結され、前記回転部の回転力で発電する発電ユニットと、
前記発電ユニットを覆い、前記発電ユニットが配置された空間と、ブレードが配置された水中との境界となり、前記発電ユニットが配置された空間を空気雰囲気とするナセルと、
前記回転部の軸方向の前記ナセルとブレードとの間で、前記ナセルに対して前記回転部を支持する軸受ユニットと、を有し、
前記軸受ユニットは、前記ナセルに連結され、前記回転部の軸方向に延在するラジアル固定部と、
前記回転部に連結され、前記ラジアル固定部の軸方向に延在する面と対面したラジアル回転部と、
前記ラジアル固定部の軸方向の一方の端部に連結され、前記軸方向に直交する径方向に延在する第1スラスト固定部と、
前記ラジアル固定部の軸方向の他方の端部に連結され、前記軸方向に直交する径方向に延在する第2スラスト固定部と、
前記回転部に連結され、前記第1スラスト固定部の径方向に延在する面と対面した第1スラスト回転部と、
前記回転部に連結され、前記第2スラスト固定部の径方向に延在する面と対面した第2スラスト回転部と、
前記ラジアル固定部と前記ラジアル回転部との間に水を供給し水圧を高くし、前記第1スラスト固定部と前記第1スラスト回転部との間に水を供給し水圧を高くし、前記第2スラスト固定部と前記第2スラスト回転部との間に水を供給し水圧を高くする水供給装置と、を備え、
前記水供給装置は、前記ブレードの回転方向の前側の面に形成された開口と連結された流路を有し、
前記ブレードが回転することで、前記流路内に流入する水を前記ラジアル固定部と前記ラジアル回転部との間に、前記第1スラスト固定部と前記第1スラスト回転部との間及び前記第2スラスト固定部と前記第2スラスト回転部との間に供給することを特徴とする水流発電装置。
A water current power generation device that generates power by the power of water flow,
A blade rotating by the force of the water flow;
A rotating unit coupled to the blade and rotating integrally with the blade;
A power generation unit connected to the rotating unit and generating electric power with the rotational force of the rotating unit;
A nacelle that covers the power generation unit, becomes a boundary between the space in which the power generation unit is disposed and the water in which the blade is disposed, and the space in which the power generation unit is disposed as an air atmosphere;
A bearing unit that supports the rotating part with respect to the nacelle between the nacelle and the blade in the axial direction of the rotating part;
The bearing unit is connected to the nacelle, and a radial fixing portion extending in the axial direction of the rotating portion;
A radial rotating part coupled to the rotating part and facing a surface extending in the axial direction of the radial fixing part;
A first thrust fixing portion connected to one end portion in the axial direction of the radial fixing portion and extending in a radial direction perpendicular to the axial direction;
A second thrust fixing portion connected to the other axial end portion of the radial fixing portion and extending in a radial direction perpendicular to the axial direction;
A first thrust rotating unit coupled to the rotating unit and facing a surface extending in a radial direction of the first thrust fixing unit;
A second thrust rotating part connected to the rotating part and facing a surface extending in a radial direction of the second thrust fixing part;
Water is supplied between the radial fixing part and the radial rotating part to increase the water pressure, water is supplied between the first thrust fixing part and the first thrust rotating part to increase the water pressure, and the first A water supply device for supplying water between the two thrust fixing portions and the second thrust rotating portion to increase the water pressure,
The water supply device has a flow path connected to an opening formed on a front surface in the rotational direction of the blade,
As the blade rotates, water flowing into the flow path is interposed between the radial fixing portion and the radial rotating portion, between the first thrust fixing portion and the first thrust rotating portion, and the first thrust rotating portion. 2 water flow power generator you and supplying between the thrust fixed portion and said second thrust rotating unit.
前記回転部は、前記ブレード側の第1回転部と、前記ナセル側の第2回転部と、前記第1回転部と前記第2回転部とを連結するカップリングと、を有し、
前記軸受ユニットは、前記ラジアル回転部と前記第1スラスト回転部と前記第2スラスト回転部とが、前記第1回転部に固定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の水流発電装置。
The rotating part has a first rotating part on the blade side, a second rotating part on the nacelle side, and a coupling connecting the first rotating part and the second rotating part,
3. The water flow according to claim 1, wherein the radial rotation portion, the first thrust rotation portion, and the second thrust rotation portion of the bearing unit are fixed to the first rotation portion. Power generation device.
前記ナセルに対して前記第2回転部を支持する軸受機構をさらに有することを特徴とする請求項に記載の水流発電装置。 The water current power generator according to claim 3 , further comprising a bearing mechanism that supports the second rotating portion with respect to the nacelle. 前記第1スラスト固定部は、前記ラジアル固定部よりも径方向の外側に突出し、
前記第2スラスト固定部は、前記ラジアル固定部よりも径方向の外側に突出し、
前記第1スラスト回転部は、前記ラジアル回転部よりも径方向の外側に突出し、
前記第2スラスト回転部は、前記ラジアル回転部よりも径方向の外側に突出し、
前記第1スラスト回転部及び前記第2スラスト回転部は、前記軸方向において、前記第1スラスト固定部と前記第2スラスト固定部とにはさまれた範囲に配置されていることを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の水流発電装置。
The first thrust fixing portion protrudes outward in the radial direction from the radial fixing portion,
The second thrust fixing portion protrudes radially outward from the radial fixing portion,
The first thrust rotating part protrudes radially outward from the radial rotating part,
The second thrust rotating part protrudes radially outward from the radial rotating part,
The first thrust rotating part and the second thrust rotating part are arranged in a range sandwiched between the first thrust fixing part and the second thrust fixing part in the axial direction. The water current generator according to any one of claims 1 to 4 .
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