JP2007107409A - Wind power generation device - Google Patents

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律子 梶岡
Toru Minamii
透 南井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wind power generation device having reduced manufacturing cost by using an inexpensive actuator for turning a nacelle. <P>SOLUTION: The wind power generation device comprises a windmill, a generator connected to the main shaft of the windmill, the nacelle for storing the generator, etc., and a tower for turnably supporting the nacelle. It has a hydraulic cylinder 13 for varying the pitch angle of each blade of the windmill, and a hydraulic motor 15 for varying the turning position of the nacelle. Pressure oil is supplied to the hydraulic cylinder and the hydraulic motor to be driven via selector valves 33, 37, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、風力エネルギーを電気エネルギーに変換する風力発電装置に風力発電装置に関する。   The present invention relates to a wind turbine generator that converts wind energy into electric energy.

従来から、風車と、該風車と主軸で直結された発電機と、該発電機などを収容するナセルと、該ナセルを旋回可能に支持するタワーなどを備え、該タワーで風車やナセルを所定の高さに保持して、風車で風力エネルギーを回転動力に変換し、該回転動力を主軸を介して発電機に伝達して、該発電機で回転動力を電気エネルギーに変換するように構成された風力発電装置は公知となっている。   Conventionally, a windmill, a generator directly connected to the windmill by a main shaft, a nacelle that accommodates the generator, a tower that rotatably supports the nacelle, and the like are provided. The wind turbine is configured to convert the wind energy into rotational power, transmit the rotational power to the generator via the main shaft, and convert the rotational power into electric energy with the generator. Wind power generators are known.

このような風力発電装置においては、タワー側にリングギヤが固設され、ナセル側に前記リングギヤと噛合するピニオンと、該ピニオンを回転駆動するアクチュエータが設けられて、該アクチュエータによってピニオンを回転駆動させることにより、ナセルがリングギヤに軸受を介して支持される旋回軸を中心として旋回するように構成されていた（例えば、特許文献１参照。）。また、風車の回転により油圧ポンプを駆動し、該油圧ポンプから圧油を供給することで油圧モータを駆動させることにより、風車のブレードのピッチ角度が風向に対し平行方向又は直交方向となるように変更可能とされていた（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−２８９１４９号公報 特開平２−６４２７１号公報 In such a wind turbine generator, a ring gear is fixed on the tower side, a pinion that meshes with the ring gear on the nacelle side, and an actuator that rotationally drives the pinion are provided, and the pinion is rotationally driven by the actuator. Thus, the nacelle is configured to turn around a turning shaft supported by the ring gear via a bearing (see, for example, Patent Document 1). Further, by driving the hydraulic pump by the rotation of the windmill and driving the hydraulic motor by supplying pressure oil from the hydraulic pump, the pitch angle of the blades of the windmill is parallel or orthogonal to the wind direction. It was made changeable (for example, refer patent document 1).
JP 2001-289149 A JP-A-2-64271

しかし、従来のような風力発電装置においては、風車のブレードを風向に対し平行方向又は直交方向に向けさせるアクチュエータは油圧式であるが、ナセルを旋回させるアクチュエータが電動式であったため、ナセル旋回用のアクチュエータが高価なものとなり、製造コストが嵩むという問題があった。   However, in conventional wind power generators, the actuator that turns the blade of the windmill in a direction parallel to or perpendicular to the wind direction is hydraulic, but the actuator that turns the nacelle is electric. The actuator of this type becomes expensive and there is a problem that the manufacturing cost increases.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。   The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

即ち、請求項１においては、風車と、該風車の主軸に連結された発電機と、該発電機などを収容するナセルと、該ナセルを旋回可能に支持するタワーを備えた風力発電装置において、前記風車が有する各ブレードのピッチ角度を可変する油圧シリンダと、前記ナセルの旋回位置を可変する油圧モータとを備え、該油圧シリンダと油圧モータにそれぞれ切換バルブを介して圧油を供給して駆動するものである。   That is, in claim 1, in a wind turbine generator including a windmill, a generator connected to the main shaft of the windmill, a nacelle that accommodates the generator, and a tower that rotatably supports the nacelle. A hydraulic cylinder that varies the pitch angle of each blade of the wind turbine and a hydraulic motor that varies the turning position of the nacelle, and is driven by supplying hydraulic oil to the hydraulic cylinder and the hydraulic motor via switching valves, respectively. To do.

請求項２においては、前記油圧モータへの圧油の送油方向を切り換える切換バルブの中立位置、または、該切換バルブと油圧モータとを接続する一対の油路の途中に、ロッキング回路を設け、通常運転時にナセルを風向に合わせた適宜旋回位置で旋回しないように保持したものである。   In claim 2, a locking circuit is provided in the neutral position of the switching valve that switches the oil feeding direction of the pressure oil to the hydraulic motor, or in the middle of a pair of oil passages that connect the switching valve and the hydraulic motor, During normal operation, the nacelle is held so as not to turn at an appropriate turning position in accordance with the wind direction.

請求項３においては、前記油圧シリンダと油圧モータに圧油を供給する油圧ポンプを、ピッチ角度変更時及びナセル旋回時のみ駆動するように構成したものである。   According to a third aspect of the present invention, the hydraulic pump that supplies pressure oil to the hydraulic cylinder and the hydraulic motor is configured to be driven only when the pitch angle is changed and the nacelle is turned.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。   As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

請求項１においては、ナセルを旋回させるアクチュエータを安価な油圧モータとして、ブレードのピッチ角度変更用アクチュエータとナセルの旋回用アクチュエータとを同一の油圧回路で制御可能に構成することができる。そのため、製造コストを低減することができる。   According to the first aspect of the present invention, the actuator for turning the nacelle is an inexpensive hydraulic motor, and the blade pitch angle changing actuator and the nacelle turning actuator can be controlled by the same hydraulic circuit. Therefore, manufacturing cost can be reduced.

請求項２においては、従来では通常運転時にナセルの旋回を任意の旋回位置に固定する場合、別途設けたブレーキ装置を用いてナセルを制動させる必要があっが、本発明では油圧回路の送油を遮断することで容易にナセルを固定することが可能となり、部材の摩耗などが殆どなくメンテナンスを容易に行うことができる。   In claim 2, conventionally, when the turning of the nacelle is fixed at an arbitrary turning position during normal operation, it is necessary to brake the nacelle using a separately provided brake device. By shutting off, the nacelle can be fixed easily, and there is almost no wear of the member and maintenance can be easily performed.

請求項３においては、消費電力を低減し、発電効率を向上することができる。また、必要な時のみ油圧ポンプを駆動するので寿命を長くすることができる。   In Claim 3, power consumption can be reduced and electric power generation efficiency can be improved. Further, since the hydraulic pump is driven only when necessary, the service life can be extended.

次に、発明の実施の形態を説明する。   Next, embodiments of the invention will be described.

図１は本発明の一実施例に係る風力発電装置の正面図、図２は油圧回路図である。   FIG. 1 is a front view of a wind turbine generator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram.

図１に示すように、風力発電装置１は、風車２と、該風車２と主軸で直結された発電機（図示せず）と、該発電機などを収容するナセル５と、該ナセル５を旋回可能に支持するタワー６などを備え、該タワー６で風車２やナセル５を所定の高さに保持し、風車２で風力エネルギーを回転動力に変換して、該回転動力を主軸を介して発電機に伝達し、該発電機で回転動力を電気エネルギーに変換するように構成されている。   As shown in FIG. 1, a wind turbine generator 1 includes a windmill 2, a generator (not shown) directly connected to the windmill 2 through a main shaft, a nacelle 5 that accommodates the generator, and the like. A tower 6 that is turnably supported is provided. The tower 6 holds the windmill 2 and the nacelle 5 at a predetermined height. The windmill 2 converts wind energy into rotational power, and the rotational power is transmitted via the main shaft. The power is transmitted to a generator, and the generator is configured to convert rotational power into electric energy.

前記発電装置１において、風車２は複数のブレード２ａ・２ａ・２ａをナセル５から突出する主軸の一端にハブを介して枢結して構成され、ナセル５の長手方向一側に配置されている。そして、該ナセル５内に主軸の他端に連結された発電機などに加えて、主軸を制動することにより風車２の回転を停止するブレーキ装置１１や風車２の各ブレード２ａのピッチ角度を風速に合わせて、あるいは回転数により変更する油圧シリンダ１３、風向に合わせてナセル５の旋回位置を変更する油圧モータ１５、モータ１７により駆動される油圧ポンプ１８が設けられている。
図２に示すように、前記ブレーキ装置１１には油圧アクチュエータ１１ａが備えられ、該油圧アクチュエータ１１ａと、油圧シリンダ１３と、油圧モータ１５とがそれぞれ油圧ポンプ１８と油路を介して接続されている。そして、該油圧ポンプ１８により油タンク１９内の作動油が圧油として油圧アクチュエータ１１ａや油圧シリンダ１３、油圧モータ１５に供給可能とされている。 In the power generator 1, the wind turbine 2 is configured by pivotally connecting a plurality of blades 2 a, 2 a, 2 a to one end of a main shaft protruding from the nacelle 5 via a hub, and is disposed on one side in the longitudinal direction of the nacelle 5. . In addition to the generator connected to the other end of the main shaft in the nacelle 5, the pitch angle of the brake device 11 that stops the rotation of the wind turbine 2 by braking the main shaft and the blades 2 a of the wind turbine 2 is determined by the wind speed. Or a hydraulic pump 13 driven by the motor 17 and a hydraulic motor 15 that changes the turning position of the nacelle 5 according to the wind direction.
As shown in FIG. 2, the brake device 11 is provided with a hydraulic actuator 11a, and the hydraulic actuator 11a, a hydraulic cylinder 13, and a hydraulic motor 15 are connected to a hydraulic pump 18 via an oil passage, respectively. . The hydraulic pump 18 can supply hydraulic oil in the oil tank 19 to the hydraulic actuator 11a, the hydraulic cylinder 13 and the hydraulic motor 15 as pressure oil.

前記ブレーキ装置１１の油圧アクチュエータ１１ａ、油圧シリンダ１３、油圧モータ１５それぞれに接続される油路には切換バルブ３１〜３７が設けられている。切換バルブ３１〜３７は電磁バルブから構成され、電磁バルブのソレノイドを介して制御装置と接続されて、該制御装置により適宜切換制御されてブレーキ装置１１や油圧シリンダ１３、油圧モータ１５の駆動制御を行うように構成されている。   Switching valves 31 to 37 are provided in oil passages connected to the hydraulic actuator 11a, the hydraulic cylinder 13 and the hydraulic motor 15 of the brake device 11, respectively. The switching valves 31 to 37 are composed of electromagnetic valves, and are connected to a control device via solenoids of the electromagnetic valves, and are appropriately switched and controlled by the control device to control the drive of the brake device 11, the hydraulic cylinder 13, and the hydraulic motor 15. Configured to do.

このように構成される油圧回路において、前記油圧ポンプ１８から送り出される圧油は、三方向に分岐されて油路２１・２２・２３に送られる。これらの油路２１・２２・２３のうち、油路２１にはブレーキ装置１１が接続され、該油路２１からブレーキ装置１１の油圧アクチュエータ１１ａに圧油が供給されることで、ブレーキ装置１１の作動され、風車２に連動連結する主軸が制動されるようになっている。   In the hydraulic circuit configured as described above, the pressure oil delivered from the hydraulic pump 18 is branched in three directions and sent to the oil passages 21, 22, and 23. Of these oil passages 21, 22, and 23, the brake device 11 is connected to the oil passage 21, and pressure oil is supplied from the oil passage 21 to the hydraulic actuator 11 a of the brake device 11. The main shaft that is actuated and linked to the wind turbine 2 is braked.

前記油路２１の途中には主軸制動用の第一切換バルブ３１が設けられ、該第一切換バルブ３１の切換によりブレーキ装置１１の作動状態が変更可能とされている。通常運転時には、第一切換バルブ３１が油路２１における圧油の流れを阻止するように閉じ側に切り換えられて、油圧ポンプ１８から油圧アクチュエータ１１ａへ圧油の供給が停止され、ブレーキ装置１１が作動しないように制御される。このとき、油圧ポンプ１８からの圧油は第一切換バルブ３１よりも上流側に設けられたアキュムレータ４１に送油される。   A first switching valve 31 for main shaft braking is provided in the middle of the oil passage 21, and the operating state of the brake device 11 can be changed by switching the first switching valve 31. During normal operation, the first switching valve 31 is switched to the closed side so as to prevent the flow of pressure oil in the oil passage 21, supply of pressure oil from the hydraulic pump 18 to the hydraulic actuator 11a is stopped, and the brake device 11 is It is controlled not to operate. At this time, the pressure oil from the hydraulic pump 18 is sent to an accumulator 41 provided on the upstream side of the first switching valve 31.

そして、停電や運転停止時などには電力供給がなくなり、第一切換バルブ３１が油路２１における圧油の流通を可能とするように開き側に切り換えられる。該第一切換バルブ３１の切換によりアキュムレータ４１から油圧アクチュエータ１１ａへ圧油が供給され、ブレーキ装置１１が作動状態とされる。これによって、油圧アクチュエータ１１ａで主軸が制動され、風車２の回転が抑制、停止される。   Then, at the time of a power failure or stoppage of operation, the power supply is lost, and the first switching valve 31 is switched to the open side so that the pressure oil can flow in the oil passage 21. By switching the first switching valve 31, pressure oil is supplied from the accumulator 41 to the hydraulic actuator 11a, and the brake device 11 is activated. Thus, the main shaft is braked by the hydraulic actuator 11a, and the rotation of the windmill 2 is suppressed and stopped.

また、前記油路２１の第一切換バルブ３１とブレーキ装置１１との間には戻り油路２４が接続されている。該戻り油路２４の途中には主軸制動解除用の第二切換バルブ３２が設けられ、該第二切換バルブ３２の切換によりブレーキ装置１１の油圧アクチュエータ１１ａによる主軸の制動が解除可能とされている。   A return oil passage 24 is connected between the first switching valve 31 of the oil passage 21 and the brake device 11. A second switching valve 32 for releasing the main shaft braking is provided in the middle of the return oil passage 24, and the main shaft braking by the hydraulic actuator 11 a of the brake device 11 can be released by switching the second switching valve 32. .

前述のように第一切換バルブ３１の切換によりブレーキ装置１１が作動状態にある場合、電力供給がないので、第二切換バルブ３２は戻り油路２４における圧油の流れを阻止するように閉じ側に切り換えられる。該第二切換バルブ３２の切換によって、油圧アクチュエータ１１ａに圧油が供給されたままの状態とされ、主軸の制動状態が維持される。   As described above, when the brake device 11 is in an operating state by switching the first switching valve 31, since there is no power supply, the second switching valve 32 is closed to prevent the flow of pressure oil in the return oil passage 24. Can be switched to. By switching the second switching valve 32, the hydraulic actuator 11a is kept supplied with the pressure oil, and the main shaft braking state is maintained.

逆に、通常運転時には第二切換バルブ３２が戻り油路２４における圧油の流通を可能とするように開き側に切り換えられる。該第二切換バルブ３２の切換により油圧アクチュエータ１１ａ内の圧油がドレンされ、主軸の制動が解除される。このように第一切換バルブ３１及び第二切換バルブ３２の切換が行われ、ブレーキ装置１１が通常運転時には作動せず、停電やシステム停止時に作動するように制御されている。   Conversely, during normal operation, the second switching valve 32 is switched to the open side so as to allow the flow of pressure oil in the return oil passage 24. By switching the second switching valve 32, the pressure oil in the hydraulic actuator 11a is drained, and the braking of the main shaft is released. In this way, the first switching valve 31 and the second switching valve 32 are switched, and the brake device 11 is controlled not to operate during normal operation but to operate during a power failure or system stop.

また、前記油圧シリンダ１３は一対の油路２５Ａ・２５Ｂと接続され、これらの油路２５Ａ・２５Ｂがブレード２ａのピッチ角度制御用の第三切換バルブ３３と接続されている。第三切換バルブ３３の一次側は油路２２とタンク戻り油路２６とも接続されている。そして、該第三切換バルブ３３の切換により圧油の送油方向が切り換えられて、油圧ポンプ１８からの圧油が油路２２から油路２５Ａ・２５Ｂのいずれかに一方に選択的に供給され、油圧シリンダ１３が伸縮駆動される。該油圧シリンダ１３の伸縮駆動によりブレード２ａのピッチ角度が変更されるように構成されている。   The hydraulic cylinder 13 is connected to a pair of oil passages 25A and 25B, and these oil passages 25A and 25B are connected to a third switching valve 33 for controlling the pitch angle of the blade 2a. The primary side of the third switching valve 33 is also connected to the oil passage 22 and the tank return oil passage 26. Then, the oil supply direction of the pressure oil is switched by switching the third switching valve 33, and the pressure oil from the hydraulic pump 18 is selectively supplied to one of the oil passages 25A and 25B from the oil passage 22. The hydraulic cylinder 13 is driven to extend and contract. The pitch angle of the blade 2 a is changed by the expansion and contraction drive of the hydraulic cylinder 13.

前記油路２５Ａ・２５Ｂの途中にはそれぞれブレード位置保持用の第四切換バルブ３４、第五切換バルブ３５が設けられ、各切換バルブ３４・３５の切換によって油圧シリンダ１３の伸縮位置が保持可能とされている。第四切換バルブ３４と第五切換バルブ３５はそれぞれ電力供給があると、油路２５Ａ・２５Ｂにおける圧油の流通を可能とするように開き側に切り換えられ、電力供給がないと、油路２５Ａ・２５Ｂにおける圧油の流れを阻止するように閉じ側に切り換えられる。   A fourth switching valve 34 and a fifth switching valve 35 for holding the blade position are provided in the middle of the oil passages 25A and 25B, respectively, and the expansion / contraction position of the hydraulic cylinder 13 can be held by switching the switching valves 34 and 35. Has been. The fourth switching valve 34 and the fifth switching valve 35 are switched to the open side so as to enable the flow of pressure oil in the oil passages 25A and 25B when there is power supply, and when there is no power supply, the oil passage 25A. • Switched to the closed side to prevent pressure oil flow at 25B.

前記第四切換バルブ３４と第五切換バルブ３５は、通常運転時において風速又はブレード回転数に応じて第三切換バルブ３３が切り換えられて、ブレード２ａのピッチ角度が変更される場合に、開き側に切り換えられる。該第四切換バルブ３４と第五切換バルブ３５の切換により油圧ポンプ１８から油圧シリンダ１３へ圧油が第三切換バルブ３３を経て供給されて、油圧シリンダ１３が伸縮駆動され、ブレード２ａが回動される。   The fourth switching valve 34 and the fifth switching valve 35 are opened when the third switching valve 33 is switched in accordance with the wind speed or the blade rotational speed during normal operation and the pitch angle of the blade 2a is changed. Can be switched to. When the fourth switching valve 34 and the fifth switching valve 35 are switched, pressure oil is supplied from the hydraulic pump 18 to the hydraulic cylinder 13 via the third switching valve 33, the hydraulic cylinder 13 is driven to expand and contract, and the blade 2a rotates. Is done.

なお、本実施例では油圧シリンダ１３が伸長側に駆動された場合、ブレード２ａは風向に対し略直交方向となるピッチ角度に近づくように構成されている。一方、油圧シリンダ１３が収縮側に駆動された場合、ブレード２ａは風向に対し略平行方向となるピッチ角度に近づくように構成されている   In this embodiment, when the hydraulic cylinder 13 is driven to the extension side, the blade 2a is configured to approach a pitch angle that is substantially orthogonal to the wind direction. On the other hand, when the hydraulic cylinder 13 is driven to the contraction side, the blade 2a is configured to approach a pitch angle that is substantially parallel to the wind direction.

そして、ブレード２ａのピッチ角度が所定の値となった後は、第四切換バルブ３４と第五切換バルブ３５が閉じ側に切り換えられて、油圧シリンダ１３の伸縮位置が保持される。つまり、ブレード２ａが所定のピッチ角度で保持される。なお、第四切換バルブ３４と第五切換バルブ３５は、停電時や運転停止時は閉じ側に切り換えられる。   After the pitch angle of the blade 2a reaches a predetermined value, the fourth switching valve 34 and the fifth switching valve 35 are switched to the closed side, and the expansion / contraction position of the hydraulic cylinder 13 is maintained. That is, the blade 2a is held at a predetermined pitch angle. The fourth switching valve 34 and the fifth switching valve 35 are switched to the closed side at the time of power failure or operation stop.

また、一方の油路２５Ａの第四切換バルブ３４と油圧シリンダ１３との間にはタンク戻り油路２７が接続され、該タンク戻り油路２７の途中に第六切換バルブ３６が設けられている。また、他方の油路２５Ｂの第五切換バルブ３５と油圧シリンダ１３との間には油路２８が接続され、該油路２８にチェックバルブ４３を介して油路２１が第一切換バルブ３１の下流側で接続されている。   A tank return oil passage 27 is connected between the fourth switching valve 34 and the hydraulic cylinder 13 in one oil passage 25 </ b> A, and a sixth switching valve 36 is provided in the middle of the tank return oil passage 27. . An oil passage 28 is connected between the fifth switching valve 35 and the hydraulic cylinder 13 of the other oil passage 25B, and the oil passage 21 is connected to the oil passage 28 via a check valve 43. Connected downstream.

停電時や運転停止時には、第六切換バルブ３６は電力供給がなくなることから、タンク戻り油路２７での圧油の流通を可能とするように開き側に切り換えられる。該第六切換バルブ３６の切換により油圧シリンダ１３の伸長側油室から圧油が開放される。このとき、前述のように第一切換バルブ３１も開き側に切り換えられて、油圧シリンダ１３の収縮側油室に圧油が油路２１・２８を通じて供給可能とされる。   At the time of a power failure or when the operation is stopped, the sixth switching valve 36 is switched to the open side so that the pressure oil can be circulated in the tank return oil passage 27 because the power supply is lost. By switching the sixth switching valve 36, the pressure oil is released from the extension side oil chamber of the hydraulic cylinder 13. At this time, as described above, the first switching valve 31 is also switched to the open side, and pressure oil can be supplied to the contraction side oil chamber of the hydraulic cylinder 13 through the oil passages 21 and 28.

さらに、前記第一切換バルブ３１とは反対に第四切換バルブ３４及び第五切換バルブ３５は閉じ側に切り換えられ、油路２５Ａ・２５Ｂから油圧シリンダ１３の収縮及び伸長側油室に圧油は供給されなくなる。こうして、停電時や運転停止時に油圧シリンダ１３が収縮側に駆動可能とされ、風車２の各ブレード２ａは風を受けて風向に対し略平行方向となるピッチ角度、つまり風を受け流すピッチ角度となるように回動される。   Further, in contrast to the first switching valve 31, the fourth switching valve 34 and the fifth switching valve 35 are switched to the closed side, and pressure oil is transferred from the oil passages 25A and 25B to the contraction and expansion side oil chambers of the hydraulic cylinder 13. It will not be supplied. In this way, the hydraulic cylinder 13 can be driven to the contraction side at the time of power failure or operation stop, and each blade 2a of the windmill 2 receives the wind and has a pitch angle that is substantially parallel to the wind direction, that is, a pitch angle that receives the wind. It is rotated as follows.

また、前記油圧モータ１５は一対の油路２９Ａ・２９Ｂと接続され、これらの油路２９Ａ・２９Ｂがナセルの旋回方向制御用の第七切換バルブ３７の二次側と接続されている。一方、第七切換バルブ３７の一次側は油路２３とタンク戻り油路３０と接続されている。該第七切換バルブ３７の切換により圧油の送油方向が切り換えられて、油圧ポンプ１８からの圧油が油路２３から油路２９Ａ・２９Ｂのいずれか一方に選択的に供給され、油圧モータ１５が左方向又は右方向に回転駆動される。該油圧モータ１５の駆動回転により駆動機構１６を介してナセル５の旋回角度が変更されるように構成されている。   The hydraulic motor 15 is connected to a pair of oil passages 29A and 29B, and these oil passages 29A and 29B are connected to the secondary side of the seventh switching valve 37 for controlling the turning direction of the nacelle. On the other hand, the primary side of the seventh switching valve 37 is connected to the oil passage 23 and the tank return oil passage 30. The oil supply direction of the pressure oil is switched by the switching of the seventh switching valve 37, and the pressure oil from the hydraulic pump 18 is selectively supplied from the oil passage 23 to one of the oil passages 29A and 29B. 15 is driven to rotate leftward or rightward. The turning angle of the nacelle 5 is changed by the drive rotation of the hydraulic motor 15 via the drive mechanism 16.

前記油路２９Ａ・２９Ｂの途中にはロッキング回路が設けられている。該ロッキング回路はパイロットチェックバルブ４４・４４を備えて構成され、該パイロットチェックバルブ４４・４４により油路２９Ａ・２９Ｂに圧油が送油されているときのみナセル５が旋回可能とされている。   A locking circuit is provided in the middle of the oil passages 29A and 29B. The locking circuit includes pilot check valves 44 and 44, and the nacelle 5 can turn only when pressure oil is fed to the oil passages 29A and 29B by the pilot check valves 44 and 44.

すなわち、第七切換バルブ３７が中立位置に切り換えられた場合には、該第七切換バルブ３７の二次側に配置したロッキング回路となるパイロットチェックバルブ４４・４４により油圧モータ１５に接続される油路２９Ａ・２９Ｂには圧油が流通されなくなり、ナセル５が旋回できない状態となる。こうして、通常運転時にナセル５は、風車２を風上方向に向けた状態で旋回しないようになっている。   That is, when the seventh switching valve 37 is switched to the neutral position, the oil connected to the hydraulic motor 15 by the pilot check valves 44 and 44 serving as a locking circuit disposed on the secondary side of the seventh switching valve 37. The pressure oil is not circulated through the paths 29A and 29B, and the nacelle 5 cannot turn. Thus, during normal operation, the nacelle 5 is prevented from turning with the windmill 2 facing upward.

このような状態で第七切換バルブ３７が切り換えられて、油路２９Ａ・２９Ｂのいずれか一方に圧油が送油されると、一方のパイロットチェックバルブ４４が開かれて油圧モータ１５に圧油が供給され、他方のパイロットチェックバルブ４４がパイロット油圧により開かれて油圧モータ１５からの戻り油が油タンク１９に戻される。これにより、油圧モータ１５が回転駆動され、ナセル５が旋回可能とされている。但し、ロッキング回路は第七切換バルブ３７の中立位置に設けることも可能である。   In this state, when the seventh switching valve 37 is switched and pressure oil is fed to either one of the oil passages 29A and 29B, one pilot check valve 44 is opened and the hydraulic motor 15 is pressurized. , The other pilot check valve 44 is opened by the pilot hydraulic pressure, and the return oil from the hydraulic motor 15 is returned to the oil tank 19. Thereby, the hydraulic motor 15 is rotationally driven, and the nacelle 5 can be turned. However, the locking circuit can be provided at the neutral position of the seventh switching valve 37.

そして、前記ナセル５は風向に応じて任意の旋回位置まで旋回するように制御（ヨー制御）される。このようなヨー制御でナセル５が旋回された後には、モータ１７が停止されて、油圧ポンプ１８から油圧モータ１５への圧油の供給が停止され、更に第七切換バルブ３７が中立位置とされて、ロッキング回路によりナセル５が旋回しないように固定され、任意の旋回位置で保持される。   The nacelle 5 is controlled (yaw control) to turn to an arbitrary turning position according to the wind direction. After the nacelle 5 is turned by such yaw control, the motor 17 is stopped, the supply of pressure oil from the hydraulic pump 18 to the hydraulic motor 15 is stopped, and the seventh switching valve 37 is set to the neutral position. Thus, the nacelle 5 is fixed so as not to turn by the locking circuit, and is held at an arbitrary turning position.

以上のように、本発明の風力発電装置１は風車２の各ブレード２ａのピッチ角度を可変する油圧シリンダ１３と、前記ナセル５の旋回位置を可変する油圧モータ１５とを備え、該油圧シリンダ１３と油圧モータ１５にそれぞれ第三切換バルブ３３・第七切換バルブ３７を介して圧油を供給して駆動するように構成されている。したがって、ナセル５を旋回させるアクチュエータを安価な油圧モータ１５として、ブレード５のピッチ角度変更用アクチュエータとナセルの旋回用アクチュエータとを同一の油圧回路で制御可能に構成することができる。そのため、製造コストを低減することができる。   As described above, the wind turbine generator 1 of the present invention includes the hydraulic cylinder 13 that changes the pitch angle of each blade 2 a of the windmill 2 and the hydraulic motor 15 that changes the turning position of the nacelle 5. The hydraulic motor 15 is driven by supplying pressure oil via a third switching valve 33 and a seventh switching valve 37, respectively. Therefore, the actuator for turning the nacelle 5 can be configured as an inexpensive hydraulic motor 15 so that the pitch angle changing actuator of the blade 5 and the nacelle turning actuator can be controlled by the same hydraulic circuit. Therefore, manufacturing cost can be reduced.

さらに、前記風力発電装置１では、油圧モータ１５への圧油の送油方向を切り換える第七切換バルブ３７の中立位置、または、該第七切換バルブと油圧モータ１５とを接続する一対の油路の途中に、ロッキング回路が設けられて、通常運転時にナセル５が風向に合わせた適宜旋回位置で旋回しないように保持される。そのため、従来では通常運転時にナセルの旋回を任意の旋回位置に固定する場合、別途設けたブレーキ装置を用いてナセルを制動させる必要があっが、本発明では油圧回路の送油を遮断することで容易にナセルを固定することが可能となり、部材の摩耗などが殆どなくメンテナンスを容易に行うことができる。   Further, in the wind turbine generator 1, the neutral position of the seventh switching valve 37 that switches the oil supply direction of the pressure oil to the hydraulic motor 15, or a pair of oil passages that connect the seventh switching valve and the hydraulic motor 15. In the middle of this, a locking circuit is provided, and the nacelle 5 is held so as not to turn at an appropriate turning position in accordance with the wind direction during normal operation. Therefore, conventionally, when the nacelle turning is fixed at an arbitrary turning position during normal operation, it is necessary to brake the nacelle using a separately provided brake device, but in the present invention, the oil supply of the hydraulic circuit is cut off. The nacelle can be easily fixed, and there is almost no wear of the member, so that maintenance can be easily performed.

また、前述のようにブレード２ａのピッチ角度変更制御やナセル５に対するヨー制御が行われる風力発電装置１において、ブレード２ａのピッチ角度とナセル５の旋回位置を変更するときを除いて、モータ１７は駆動されず、油圧ポンプ１８から油圧シリンダ１３や油圧モータ１５へは圧油が供給されないようになっている。   Further, in the wind turbine generator 1 in which the pitch angle change control of the blade 2a and the yaw control with respect to the nacelle 5 are performed as described above, the motor 17 is used except when changing the pitch angle of the blade 2a and the turning position of the nacelle 5. It is not driven, and pressure oil is not supplied from the hydraulic pump 18 to the hydraulic cylinder 13 or the hydraulic motor 15.

言い換えれば、ピッチ角度変更時及びナセル旋回時のみ油圧ポンプ１８が駆動され、油圧シリンダ１３や油圧モータ１５に圧油が供給されるように構成されている。したがって、エネルギーの消費をできるだけ抑制することが可能となり、消費電力を低減して、発電効率を向上することができる。また、必要な時のみ油圧ポンプ１８を駆動するので寿命を長くすることができる。   In other words, the hydraulic pump 18 is driven only when the pitch angle is changed and the nacelle is turned, and pressure oil is supplied to the hydraulic cylinder 13 and the hydraulic motor 15. Therefore, energy consumption can be suppressed as much as possible, power consumption can be reduced, and power generation efficiency can be improved. Further, since the hydraulic pump 18 is driven only when necessary, the service life can be extended.

本発明の一実施例に係る風力発電装置の正面図。The front view of the wind power generator concerning one example of the present invention. 油圧回路図。Hydraulic circuit diagram.

符号の説明Explanation of symbols

１ 風力発電装置
２ 風車
２ａ ブレード
４ 発電機
５ ナセル
６ タワー
１３ 油圧シリンダ
１５ モータ油圧
３３ 第三切換バルブ
３７ 第七切換バルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wind power generator 2 Windmill 2a Blade 4 Generator 5 Nacelle 6 Tower 13 Hydraulic cylinder 15 Motor hydraulic pressure 33 Third switching valve 37 Seventh switching valve

Claims (3)

風車と、該風車の主軸に連結された発電機と、該発電機などを収容するナセルと、該ナセルを旋回可能に支持するタワーを備えた風力発電装置において、前記風車が有する各ブレードのピッチ角度を可変する油圧シリンダと、前記ナセルの旋回位置を可変する油圧モータとを備え、該油圧シリンダと油圧モータにそれぞれ切換バルブを介して圧油を供給して駆動することを特徴とする風力発電装置。   In a wind turbine generator including a wind turbine, a generator connected to the main shaft of the wind turbine, a nacelle that accommodates the generator, and a tower that rotatably supports the nacelle, a pitch of each blade of the wind turbine A wind power generator comprising: a hydraulic cylinder that varies an angle; and a hydraulic motor that varies a turning position of the nacelle, wherein the hydraulic cylinder and the hydraulic motor are each driven by supplying pressure oil via a switching valve. apparatus. 前記油圧モータへの圧油の送油方向を切り換える切換バルブの中立位置、または、該切換バルブと油圧モータとを接続する一対の油路の途中に、ロッキング回路を設け、通常運転時にナセルを風向に合わせた適宜旋回位置で旋回しないように保持したことを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置。   A locking circuit is provided in the neutral position of the switching valve that switches the oil supply direction of the hydraulic oil to the hydraulic motor or in the middle of a pair of oil passages that connect the switching valve and the hydraulic motor. The wind turbine generator according to claim 1, wherein the wind turbine generator is held so as not to turn at an appropriate turning position in accordance with. 前記油圧シリンダと油圧モータに圧油を供給する油圧ポンプを、ピッチ角度変更時及びナセル旋回時のみ駆動するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置。
2. The wind turbine generator according to claim 1, wherein the hydraulic pump that supplies pressure oil to the hydraulic cylinder and the hydraulic motor is configured to be driven only when the pitch angle is changed and the nacelle is turned.
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