JP3244583U - ギヤボックス潤滑油監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑油の油品質監視に関する、ギヤボックス潤滑油監視装置を提供する。【解決手段】ギヤボックス潤滑油監視装置は、手動サンプリングを必要とせずに、ギヤボックス内の潤滑油について各パラメータをリアルタイムで監視することができ、ギヤボックス１と、統合油センサ２と、フィルタ３と、取付フレーム４と、を含み、ギヤボックスの油出口は統合油センサの油入り口に接続され、統合油センサの油出口はフィルタの油入り口に接続され、取付フレームはギヤボックスに接続され、統合油センサ及びフィルタは取付フレームに設けられる。サンプリングするときに、油汚染が存在して、テスト結果の正確性に影響を及ぼし、及びサンプリングするときに発電ユニットを停止する必要があるため、生産が影響を受けるという問題を解決する。【選択図】図１

Description

本考案は、潤滑油の油品質監視の技術分野に関し、具体的には、ギヤボックス潤滑油監視装置に関する。

ギヤボックスの予測保守を行い、ギヤボックスの正常な作動を確保し、発電ユニットの正常な運転を確保するために、風力発電ユニットのギヤボックス内の潤滑油については、監視を定期的に行い、潤滑油の金属摩耗、水分、粘度、誘電率などの状態を判断する必要がある。

従来、ギヤボックスの潤滑油を検出する際とき、一般的に手動により油を現場で採取した後、精密なテスト器具を利用してサンプリングした潤滑油を検出して分析し、潤滑油中の摩耗元素や汚染元素などの具体的な含有量を検出することで、潤滑摩耗状態などのパラメータを正確に取得し、ギヤボックス内の潤滑油を定期的にサンプリングすることにより、潤滑油状態が持続的に監視される。しかし、手動でサンプリングすることに起因して油が汚染され、テスト結果が不正確になったり、手動でサンプリングするときに発電ユニットを停止する必要があったりするため、生産が悪影響を受けてしまう。

したがって、本考案が解決しようとする技術的課題は、ギヤボックスの潤滑油を手動で定期的にサンプリングすることで潤滑油状態を監視する従来技術では、サンプリングするときに油汚染が存在して、テスト結果の正確性に影響を及ぼし、及びサンプリングするときに発電ユニットを停止する必要があるため、生産が影響を受けるという欠陥を解決し、手動サンプリングを必要とせずに、ギヤボックス内の潤滑油の各パラメータをリアルタイムで監視することができるギヤボックス潤滑油監視装置を提供することである。

したがって、本考案は、
ギヤボックスと、
ギヤボックスの油出口がその油入り口に接続された統合油センサと、
統合油センサの油出口がその油入り口に接続されたフィルタと、
前記ギヤボックスに接続され、前記統合油センサと前記フィルタが設けられた取付フレームと、を含むギヤボックス潤滑油監視装置を提供する。

任意選択に、前記統合油センサは、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられた油品質センサ、摩耗粒子センサ、及び水分センサと、を含み、前記油品質センサ、前記摩耗粒子センサ、及び前記水分センサは、前記統合油センサの油入り口から前記統合油センサの油出口への方向に順次設けられる。

任意選択に、前記ハウジングはベースを含み、前記ベースはオイルチャンネルを有し、前記油品質センサ、前記摩耗粒子センサ、及び前記水分センサは前記ベースに接続され、前記油品質センサ、前記摩耗粒子センサ、及び前記水分センサのテスト手段がすべて前記オイルチャンネル内に位置する。

任意選択に、前記ハウジングは、前記ベースの上方に覆設された保護カバーをさらに含む。

任意選択に、前記保護カバーに覗き孔が開けられる。

任意選択に、前記統合油センサの油入り口に油供給フランジが設けられ、前記統合油センサの油出口に油排出フランジが設けられる。

任意選択に、前記ギヤボックスの油出口にティーフランジが設けられ、前記統合油センサの油入り口と前記ティーフランジは第１オイルパイプを介して接続され、前記フィルタの油入り口にティージョイントが設けられ、前記統合油センサの油出口と前記ティージョイントは第２オイルパイプを介して接続される。

任意選択に、前記第１オイルパイプと前記ティーフランジとの接続箇所に第１ボールバルブが設けられている。

任意選択に、前記第２オイルパイプと前記ティージョイントとの接続箇所に第２ボールバルブが設けられている。

任意選択に、前記ギヤボックスの油出口と前記フィルタの油入り口は第３オイルパイプを介して接続される。

本考案は、以下の利点を有する。
本考案によるギヤボックス潤滑油監視装置は、ギヤボックスと、統合油センサと、フィルタと、取付フレームと、を含み、ギヤボックスの油出口が統合油センサの油入り口に接続され、ギヤボックス内の潤滑油が統合油センサ内に入り、統合油センサが潤滑油のパラメータを測定することによって、潤滑油がリアルタイムで監視され、手動サンプリングが不要になり、検出するときに発電ユニットを停止する必要もない。さらに、取付フレームはギヤボックスに接続され、統合油センサ及びフィルタはいずれも取付フレームに設けられるので、構造がコンパクトで、省スペース化が図られる。
本考案によるギヤボックス潤滑油監視装置では、統合油センサはハウジング内に設けられた油品質センサ、摩耗粒子センサ、及び水分センサを含み、潤滑油が３つのセンサを順次通過すると、潤滑油中の固体粒子の成分、粘度、誘電率、密度、温度や水分を測定することができ、パラメータが多様化し、テスト結果が正確で、潤滑油の状態を正確に取得することができ、ギヤボックスに対する次の保守作業に有利である。
本考案によるギヤボックス潤滑油監視装置では、ハウジングは、ベースと保護カバーを含み、油品質センサ、摩耗粒子センサ及び水分センサはすべてベースに設けられ、これらのテスト手段はベースのオイルチャンネル内に設けられ、これはオイルのパラメータテストに有利である。ベースの上方に覆設された保護カバーは、油品質センサ、摩耗粒子センサ及び水分センサを保護することができる。
本考案によるギヤボックス潤滑油監視装置では、第１オイルパイプとティーフランジとの接続箇所に第１ボールバルブが設けられ、第２オイルパイプとティージョイントとの接続箇所に第２ボールバルブが設けられ、第１ボールバルブ及び第２ボールバルブが設けられることにより、オイルを検出する必要がある場合、第１ボールバルブ及び第２ボールバルブを開いて、オイルを統合油センサに流しては、テストを行い、検出が不要となる場合、第１ボールバルブ及び第２ボールバルブを閉じればよい。容易に制御することができ、いつでもオイルをテストすることもできる。

本考案の具体的な実施形態又は従来技術の技術的解決手段をより明確に説明するために、以下、具体的な実施形態又は従来技術の説明に必要な図面について簡単に説明するが、明らかに、以下の説明される図面は本考案の実施形態の一部に過ぎず、当業者であれば、創造的な努力を必要とせずに、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。

本考案のギヤボックス潤滑油監視装置の概略図である。 本考案のギヤボックス潤滑油監視装置の別の視角からの概略図である。 本考案のギヤボックス潤滑油監視装置の統合油センサの概略図である。

以下では、図面を参照して、本考案の技術的解決手段を明確かつ完全に説明するが、説明される実施例が本考案の一部の実施例であり、全ての実施例ではないことは明らかである。本考案の実施例に基づいて、当業者が創作的な努力を必要とせずに得る他のすべての実施例は、本考案の保護範囲に属する。

なお、本考案の説明において、「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「内」、「外」等の用語が示す方位又は位置関係は、図面に示される方位又は位置関係に基づくものであり、それは、単に、特定の方位を有したり、特定の方位で構成され、動作しなければならないことを指示又は暗示するものではなく、本考案の説明を容易にし、説明を簡略化するものであり、したがって、本考案を限定するものとは理解すべきではない。さらに、「第１」、「第２」、「第３」という用語は、説明の目的のためだけに使用され、相対的重要性を指示または暗示するものとは理解すべきではない。

なお、本考案の説明においては、別段の明示的な規定及び限定がない限り、「取り付ける」、「連結」、「接続」という用語は、広義に理解されるものとする。例えば、固定的な接続、取り外し可能な接続、又は一体的な接続であってもよい。機械的接続であってもよく、電気的接続であってもよい。直接連結、中間媒体を介した間接的な連結、または２つのコンポーネントの内部の連通であってもよい。当業者であれば、本考案における上記の用語の具体的な意味は、状況に応じて理解することができる。

さらに、以下に記載の本考案の各種実施形態に係る技術的特徴は互いに矛盾しない限り、組み合わせられてもよい。

図１及び図２に、本考案によるギヤボックス潤滑油監視装置の好ましい実施例が示されており、このギヤボックス潤滑油監視装置は、ギヤボックス内の潤滑油を監視することに用いられ得、潤滑油のパラメータをテストし、オイルのリアルタイムな状態を取得することで、ギヤボックスの作動状態を判断し、ギヤボックスを直ちに保守することに有利である。このようなギヤボックス潤滑油監視装置は、手動サンプリングを必要としないので、サンプリングを検出するときにオイルサンプルの汚染をもたらし、テスト結果に悪影響を与えることを回避し、テストする際には機器を停止する必要もないため、正常な生産に影響はない。

上記のギヤボックス潤滑油監視装置は、ギヤボックス１と、統合油センサ２と、フィルタ３と、取付フレーム４と、を含む。取付フレーム４はギヤボックス１に接続され、統合油センサ２及びフィルタ３のいずれも取付フレーム４に設けられる。取付フレーム４が設けられることによって、ギヤボックス１、統合油センサ２及びフィルタ３を統合して取り付けることで、取り付けスペースを節約し、接続管路を少なくする。

ギヤボックス１内に潤滑油があり、ギヤボックスの油出口は統合油センサの油入り口に接続され、統合油センサの油出口はフィルタの油入り口に接続され、潤滑油はギヤボックスの油出口から統合油センサ２に入って検出を受け、検出後のオイルは統合油センサの油出口からフィルタ３に入り、フィルタ３を経てから後続の機器に入る。さらに、ギヤボックスの油出口はフィルタの油入り口にも接続され、つまり、ギヤボックス１内の潤滑油は２つの部分に分けられ、１つの部分は統合油センサ２を経てフィルタ３に入り、この部分のオイルは、主にオイルテストに用いられ、テストを受けた後、後の使用のためにフィルタ３に入り、別の部分は、フィルタ３に直接入る。

さらに、ギヤボックスの油出口にティーフランジ５が設けられ、統合油センサの油入り口とティーフランジ５は第１オイルパイプ６を介して接続され、フィルタの油入り口にティージョイント７が設けられ、統合油センサの油出口とティージョイント７は第２オイルパイプ８を介して接続され、ギヤボックスの油出口とフィルタの油入り口は第３オイルパイプ１１を介して接続され、第３オイルパイプ１１は、一端がティーフランジ５に接続され、他端がティージョイント７に接続される。また、第３オイルパイプ１１の直径が、第１オイルパイプ６及び第２オイルパイプ８の直径よりも大きく、第１オイルパイプ６及び第２オイルパイプ８を流れるのはテスト用のオイルであり、その流量が小さく、一方、第３オイルパイプ１１には後の機器に正常に供給されるオイルが流れ、流量が大きいことから、第３オイルパイプ１１の直径が大きくされる。

これに加えて、第１オイルパイプ６とティーフランジ５との接続箇所に第１ボールバルブ９が設けられ、第２オイルパイプ８とティージョイント７との接続箇所に第２ボールバルブ１０が設けられる。第１ボールバルブ９及び第２ボールバルブ１０が設けられることによって、テスト油路が導通・遮断制御され得る。

さらに、図３に示すように、統合油センサ２は、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられた油品質センサ２０２、摩耗粒子センサ２０３、及び水分センサ２０４と、を含み、油品質センサ２０２、摩耗粒子センサ２０３、及び水分センサ２０４は、統合油センサの油入り口から統合油センサの油出口への方向に順次設けられる。

具体的には、ハウジングはベース２０１１を含み、ベース２０１１はオイルチャンネル２０５を有し、オイルチャンネル２０５の一端が統合油センサの油入り口となり、統合油センサの油入り口には油供給フランジ２０６が設けられ、第１オイルパイプ６との接続を容易にし、オイルチャンネル２０５の他端が統合油センサの油出口となり、統合油センサの油出口には油排出フランジ２０７が設けられ、第２オイルパイプ８との接続を容易にする。

油品質センサ２０２、摩耗粒子センサ２０３、及び水分センサ２０４はベース２０１１に接続され、油品質センサ２０２、摩耗粒子センサ２０３、及び水分センサ２０４のテスト手段はいずれもオイルチャンネル２０５内に位置し、オイルがオイルチャンネル２０５内を流れるときに、油品質センサ２０２、摩耗粒子センサ２０３、及び水分センサ２０４を順に通過して、オイルの粘度、誘電率、密度、温度、オイル中の固体粒子の成分や水分のパラメータを順次取得する。

油品質センサ２０２は、オイルの粘度、誘電率、密度、温度を測定することができ、これらのパラメータは油品質の劣化を示す重要な指標であり、オイルの潤滑性は、潤滑油の減摩性能を示しており、主としてオイルの粘度に関連し、これは、粘度が形成される潤滑油膜の厚さに直接影響することから、オイルの粘度が流体潤滑プロセスに大きく影響するためである。誘電率は、オイル全体の品質の指標である。油品質センサ２０２は、高分子フィルムコンデンサの原理を利用して、油の誘電率値を検出するものであり、連続的な監視により部材の摩擦対偶の摩耗傾向や潤滑油添加剤の消費の状況を取得することができる。

摩耗粒子センサ２０３は、電磁誘導の原理を利用して油サンプル中の固体粒子の成分、含有量やサイズなどの情報を分析することで、ギヤボックス１内の摩耗メカニズム、摩耗部位、摩耗原因を探明し、摩耗の発展傾向を予測することができる。摩耗により生じた様々な金属粒子は機械的摩耗部位を間接的に反映し、ギヤボックス１では、運動部位が主に軸受け及び互いに噛み合う歯車であり、従来、軸受けには、銅合金やアルミ合金などの耐磁性金属材料が一般的に使用され、一方、歯車や軸受けが合金鋼などの強磁性材料で製造されるのは一般的であり、これにより、強磁性粒子と耐磁性粒子の２種の金属粒子が生じることになり、この２種の金属粒子の潤滑系における含有量や形態の特徴を監視することによって、ギヤボックス１の内部運動の分布による摩耗度合のための確実なデータを提供する。

水分センサ２０４は、感湿静電容量の原理を採用しており、オイル中の微量の水を検出することができ、オイル中の水分が油膜の強度を低下させ、乳化劣化を引き起こし、長時間使用される場合は、機器の点食を引き起こし、また、一部の添加剤の分解沈殿を引き起こし、深刻な場合、添加剤の機能をなくし、潤滑油に滓を生じさせる。また、水は、鉄鋼に対する親和性が潤滑油よりも大きいため、分離された水が金属の表面に付着すると機器の腐食などが促進される。

油品質センサ２０２、摩耗粒子センサ２０３、及び水分センサ２０４によってオイルの各パラメータをテストすることによって、ギヤボックス１内の運動部材の運転状況を判断し、メンテナンス作業を容易にする。

ハウジングは、ベース２０１１の上方に覆設され、内部の油品質センサ２０２、摩耗粒子センサ２０３、及び水分センサ２０４を保護することができる保護カバー２０１２をさらに含む。保護カバー２０１２には、ハウジングの内部を観察可能にする覗き孔２０１３がさらに開けられる。

以下、本実施例によるギヤボックス潤滑油監視装置の作動過程について以下のように説明する。取付フレーム４をギヤボックス１に固定し、次に、統合油センサ２及びフィルタ３を取付フレーム４に固定する。その後、第１オイルパイプ６を介して統合油センサの油入り口箇所の油供給フランジ２０６とギヤボックスの油出口箇所のティーフランジ５を接続し、第１オイルパイプ６とティーフランジ５との接続箇所に第１ボールバルブ９を設ける。第２オイルパイプ８を介して統合油センサの油出口箇所の油排出フランジ２０７とフィルタの油入り口箇所のティージョイント７を接続し、第２オイルパイプ８とティージョイント７との接続箇所に第２ボールバルブ１０を設ける。第３オイルパイプ１１を介してギヤボックスの油出口箇所のティーフランジ５とフィルタの油入り口箇所のティージョイント７を接続する。

管路の接続を完了し、第１ボールバルブ９及び第２ボールバルブ１０を開くと、オイルがギヤボックスの油出口から第１オイルパイプ６を介して統合油センサ２に入り、オイルチャンネル２０５を流れながら、油品質センサ２０２、摩耗粒子センサ２０３、及び水分センサ２０４を順に通過して検出を受け、次に、第２オイルパイプ８を経てフィルタ３に入る。オイルを持続的に検出し、検出したデータをシステムに定期的に伝送することによって、オイルをリアルタイムで監視し、いつでもギヤボックス１内の摩耗の情報を把握することができ、メンテナンス作業を指導しやすい。

明らかに、上記の実施例は、単に明確に説明するための例示にすぎず、実施形態を限定するものではない。当業者にとっては、上記の説明に基づいて、他の異なる形態の変化や変更を行うことができる。ここでは、すべての実施形態を網羅する必要はなく、また、網羅することもできない。このようにして導出された自明な変化や変更は、本発明の保護範囲内にある。

１ ギヤボックス
２ 統合油センサ、
２０１１ ベース
２０１２ 保護カバー
２０１３ 覗き孔
２０２ 油品質センサ
２０３ 摩耗粒子センサ
２０４ 水分センサ
２０５ オイルチャンネル
２０６ 油供給フランジ
２０７ 油排出フランジ
３ フィルタ
４ 取付フレーム
５ ティーフランジ
６ 第１オイルパイプ
７ ティージョイント
８ 第２オイルパイプ
９ 第１ボールバルブ
１０ 第２ボールバルブ
１１ 第３オイルパイプ

Claims (10)

1. ギヤボックス潤滑油監視装置であって、
   ギヤボックス（１）と、
   ギヤボックスの油出口がその油入り口に接続された統合油センサ（２）と、
   統合油センサの油出口がその油入り口に接続されたフィルタ（３）と、
   前記ギヤボックス（１）に接続され、前記統合油センサ（２）と前記フィルタ（３）が設けられた取付フレーム（４）と、を含むことを特徴とする、ギヤボックス潤滑油監視装置。
2. 前記統合油センサ（２）は、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられた油品質センサ（２０２）、摩耗粒子センサ（２０３）、及び水分センサ（２０４）と、を含み、前記油品質センサ（２０２）、前記摩耗粒子センサ（２０３）、及び前記水分センサ（２０４）は、前記統合油センサの油入り口から前記統合油センサの油出口への方向に順次設けられることを特徴とする、請求項１に記載のギヤボックス潤滑油監視装置。
3. 前記ハウジングはベース（２０１１）を含み、前記ベース（２０１１）はオイルチャンネル（２０５）を有し、前記油品質センサ（２０２）、前記摩耗粒子センサ（２０３）、及び前記水分センサ（２０４）は前記ベース（２０１１）に接続され、前記油品質センサ（２０２）、前記摩耗粒子センサ（２０３）、及び前記水分センサ（２０４）のテスト手段がすべて前記オイルチャンネル（２０５）内に位置することを特徴とする、請求項２に記載のギヤボックス潤滑油監視装置。
4. 前記ハウジングは、前記ベース（２０１１）の上方に覆設された保護カバー（２０１２）をさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載のギヤボックス潤滑油監視装置。
5. 前記保護カバー（２０１２）に覗き孔（２０１３）が開けられることを特徴とする、請求項４に記載のギヤボックス潤滑油監視装置。
6. 前記統合油センサの油入り口に油供給フランジ（２０６）が設けられ、前記統合油センサの油出口に油排出フランジ（２０７）が設けられることを特徴とする、請求項２に記載のギヤボックス潤滑油監視装置。
7. 前記ギヤボックスの油出口にティーフランジ（５）が設けられ、前記統合油センサの油入り口と前記ティーフランジ（５）は第１オイルパイプ（６）を介して接続され、前記フィルタの油入り口にティージョイント（７）が設けられ、前記統合油センサの油出口と前記ティージョイント（７）は第２オイルパイプ（８）を介して接続されることを特徴とする、請求項１に記載のギヤボックス潤滑油監視装置。
8. 前記第１オイルパイプ（６）と前記ティーフランジ（５）との接続箇所に第１ボールバルブ（９）が設けられていることを特徴とする、請求項７に記載のギヤボックス潤滑油監視装置。
9. 前記第２オイルパイプ（８）と前記ティージョイント（７）との接続箇所に第２ボールバルブ（１０）が設けられていることを特徴とする、請求項７に記載のギヤボックス潤滑油監視装置。
10. 前記ギヤボックスの油出口と前記フィルタの油入り口は第３オイルパイプ（１１）を介して接続されることを特徴とする、請求項１～９のいずれか１項に記載のギヤボックス潤滑油監視装置。