JP4786424B2 - Fluid pressure circuit for wind power generation - Google Patents
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Description
本発明は、油圧等の流体圧を使用した風力発電のための回路に関するものである。 The present invention relates to a circuit for wind power generation using fluid pressure such as hydraulic pressure.
従来、風力により駆動される流体圧ポンプと、前記流体圧ポンプからの流体を電気に変換するための流体圧ポンプとを管路により接続した風力発電用流体圧回路がある(例えば、特許文献1参照)。
このような風力発電用流体圧回路は、発電機とともにナセルといわれる構築物の上部に設けたケース内に設置し、発電した電気だけを地上側から取り出すことができるように構成されていたが、ナセルを建築物の上部に配置すると該建築物の強度を相当高める必要があった。
このため、図2に示すように流体圧ポンプaを建築物の上部のナセルb内に設置して、流体圧モータc及び発電機d等は地上側に配置し、流体圧ポンプaと流体圧モータcとを配管を介して接続することにより、ナセルbにかかる負荷の軽減を図るようにしている。
しかしながら、従来の構成では、不使用時に風力発電用流体圧回路内の上部側、即ち、流体圧ポンプ側の管路内の流体が抜け落ちてしまい、次に風力発電を開始しようとしても管路内に流体を満たすために非常に時間がかかっていた。
Conventionally, there is a fluid pressure circuit for wind power generation in which a fluid pressure pump driven by wind power and a fluid pressure pump for converting fluid from the fluid pressure pump into electricity are connected by a pipe line (for example, Patent Document 1). reference).
Such a fluid pressure circuit for wind power generation was installed in a case provided at the top of a structure called a nacelle together with a generator, and was configured so that only the generated electricity could be taken out from the ground side. When it is arranged at the upper part of the building, it is necessary to considerably increase the strength of the building.
Therefore, as shown in FIG. 2, the fluid pressure pump a is installed in the nacelle b at the top of the building, the fluid pressure motor c and the generator d are arranged on the ground side, and the fluid pressure pump a and the fluid pressure are arranged. The load applied to the nacelle b is reduced by connecting the motor c via a pipe.
However, in the conventional configuration, when not in use, the fluid in the upper side of the fluid pressure circuit for wind power generation, that is, the fluid in the conduit on the fluid pressure pump side drops out, and the next time the wind power generation is started, It took a very long time to fill the fluid.
そこで、本発明は、流体圧モータよりも上方に設けられた流体圧ポンプ側の管路に任意に流体を保持できるようにして、風力発電開始までの立ち上がり時間の短い風力発電用流体圧回路を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a fluid pressure circuit for wind power generation that has a short rise time until the start of wind power generation so that the fluid can be arbitrarily held in a conduit on the fluid pressure pump side provided above the fluid pressure motor. The purpose is to provide.
そこで、本発明者等は鋭意検討の結果、下記の通り解決手段を見いだした。
即ち、本発明の発電用流体圧回路は、請求項1に記載の通り、風力により駆動される流体圧ポンプと、前記流体圧ポンプよりも下方に設けられた流体圧モータとを管路により接続することにより構成した風力発電用流体圧回路であって、前記管路の前記流体圧モータの流入側及び流出側にそれぞれロジック弁を設けることにより、前記ロジック弁よりも前記流体圧ポンプ側の前記管路内の流体を前記管路内に保持できるように構成したことを特徴とする。
また、請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の風力発電用流体圧回路において、前記各ロジック弁と前記流体圧ポンプとを接続する各管路間の流体圧の何れか高い流体圧を、前記各ロジック弁と前記流体圧ポンプとを接続する各管路間に設けたコントロールラインに設けたチェック弁により選択し、前記高い流体圧により前記各ロジック弁を付勢することを特徴とする。
また、請求項3に記載の本発明は、請求項2に記載の風力発電用流体圧回路において、前記チェック弁により選択された高い流体圧は、電磁弁又はポペット式電磁弁を介して、前記各ロジック弁を制御するようにしたことを特徴とする。
Therefore, as a result of intensive studies, the present inventors have found a solution as follows.
In other words, the power generation fluid pressure circuit according to the present invention connects a fluid pressure pump driven by wind power and a fluid pressure motor provided below the fluid pressure pump through a conduit. A fluid pressure circuit for wind power generation configured by providing a logic valve on each of an inflow side and an outflow side of the fluid pressure motor in the pipe line, whereby the fluid pressure pump side of the logic valve It is characterized in that the fluid in the pipeline can be held in the pipeline.
Moreover, the present invention according to claim 2 is the fluid pressure circuit for wind power generation according to claim 1, which is higher in fluid pressure between the pipes connecting the logic valves and the fluid pressure pump. Fluid pressure is selected by a check valve provided in a control line provided between pipes connecting the logic valves and the fluid pressure pump, and the logic valves are energized by the high fluid pressure. Features.
Further, the present invention according to claim 3 is the fluid pressure circuit for wind power generation according to claim 2, wherein the high fluid pressure selected by the check valve is supplied via the electromagnetic valve or the poppet type electromagnetic valve. Each logic valve is controlled.
本発明によれば、流体圧モータよりも上方に設けられた流体圧ポンプ側の管路内の流体を任意に管路内に保持することが可能となる。従って、例えば、不使用時に管路内の流体が下方のドレインに抜け落ちることがないため、発電開始までの立ち上がりに優れた風力発電用流体圧回路とすることができる。
また、ロジック弁には、流体圧ポンプの吸入側と流体圧モータとの間の管路内の流体圧又は流体圧ポンプの吐出側と流体圧モータとの間の管路内の流体圧の何れか高い方を選択して、各ロジック弁を付勢することにより、上記管路内への流体の保持を確実なものとすることができる。
また、前記高い方の圧力を電磁弁又はポペット式電磁弁を介して各ロジック弁を付勢することにより、同時に各ロジック弁の制御が可能となる。
According to the present invention, it is possible to arbitrarily hold the fluid in the conduit on the fluid pressure pump side provided above the fluid pressure motor in the conduit. Therefore, for example, when the fluid is not used, the fluid in the pipeline does not fall out to the lower drain, so that it is possible to provide a wind power generation fluid pressure circuit that is excellent in rising up to the start of power generation.
The logic valve includes either the fluid pressure in the conduit between the suction side of the fluid pressure pump and the fluid pressure motor or the fluid pressure in the conduit between the discharge side of the fluid pressure pump and the fluid pressure motor. By selecting the higher one and energizing each logic valve, the fluid can be reliably held in the pipe line.
Further, by energizing each logic valve with the higher pressure via a solenoid valve or a poppet type solenoid valve, it becomes possible to control each logic valve at the same time.
次に、本発明の一実施の形態について図1を参照して説明する。
図示される風力発電用流体圧回路は、風車1の駆動軸2に減速機3を介して接続された流体圧ポンプ4と流体圧ポンプ4から送られた流体により駆動される流体圧モータ5とを管路により接続することにより基本的に構成される。流体圧モータ5には、流体圧モータ5の駆動エネルギーを電気エネルギーに変換するための発電機6が接続される。尚、流体圧モータ5は構築物下部(地上側)に配置され、流体圧ポンプ4は構築物上部のナセル10内に配置される。
また、上記流体圧回路において、流体圧ポンプ4の吸入側には、所定の流体圧を加えることができるようにチャージポンプ9がチェック弁15を備えた管路16を介して接続される。また、前記管路16はチェック弁15のチャージポンプ9側において管路17に分岐され、圧力制御弁14を介してタンク8に接続される。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The illustrated fluid pressure circuit for wind power generation includes a fluid pressure pump 4 connected to a drive shaft 2 of a wind turbine 1 via a speed reducer 3, a
In the fluid pressure circuit, a
流体圧ポンプ4は風力を駆動源として作動して流体を圧送できるものであれば特に制限はなく、図示した例では、可変容量式アキシャルピストンポンプを使用している。尚、流体圧ポンプ4は、管路12を介してタンク8にも接続されており、この管路11は漏れた流体等をタンク8に戻すために使用される。
The fluid pressure pump 4 is not particularly limited as long as it can operate by using wind power as a driving source to pump the fluid, and in the illustrated example, a variable displacement axial piston pump is used. The fluid pressure pump 4 is also connected to the tank 8 via a
流体圧モータ5は流体圧を駆動源として作動して発電機6の軸を回転させることができるものであれば特に制限はなく、図示した例では、可変容量式のアキシャルピストンモータを使用している。尚、流体圧モータ5も、流体圧ポンプ4と同様に管路11を介してタンク8に接続される。
The
また、チャージポンプ9は本回路に必要な流体を上方の流体圧ポンプ4の吸入側に供給できるものであれば特に制限はなく、図示した例では、電気で駆動する固定容量式のポンプを使用している。その容量は、流体圧ポンプ4の最大容量の15〜20%程度とすることが好ましい。尚、チャージポンプ9は、管路12を介してタンク8へと接続され、漏れた流体等をタンク8に戻るようにしている。
The
本発明において管路7a,7bの流体圧モータ5側の吸入側及び吐出側のそれぞれロジック弁13a,13bを設けている。各ロジック弁13a,13bは閉じた際に、管路7a,7bのロジック弁13a,13bよりも上側(流体圧ポンプ4側)に流体を保持できるように構成される。これにより、回路作動停止時等にロジック弁13a,13bを閉じることにより流体圧ポンプ4側の管路に流体を保持することができ、再始動する際に管路に流体を行き渡らせるための時間を短縮することができる。
In the present invention,
前記ロジック弁13a,13b自体は公知であり、流体圧モータ5の流出側を閉じる方向に弁体20aを付勢するためのスプリングを備えたスプリング室21aと、このスプリング室21aの作用方向と、反対方向に作用する対向室22aとから構成される。
スプリング室21a,21bには、電磁弁又はポペット式電磁弁の切換弁23を図示された左側(ロジック弁13a,13bを閉じる位置)に切り換えた際に、ロジック弁13aと流体圧ポンプ4とを接続する管路7’a、或いは、ロジック弁13bと流体圧ポンプ4とを接続する管路7’bの何れか高い方の圧力が導入される。図示されるものでは、管路7’aと管路7’bとの間に設けられたコントロールライン24において、チェック弁25a,25bにより高圧側の選択を行うようにしている。これにより、管路7’a及び管路7’bの何れか高い方の圧力によりロジック弁13a,13bを閉じることができ、管路7’a及び管路7’b内における流体の保持が確実となる。
尚、上記切換弁14を右側に切り換えれば、ロジック弁13a,13bが開き、流体圧ポンプ4と流体圧モータ5との間で閉回路を構成し、風力発電をすることができる。
The
In the
If the
a 流体圧ポンプ
b ナセル
c 流体圧モータ
d 発電機
1 風車
2 駆動軸
3 減速機
4 流体圧ポンプ
5 流体圧モータ
6 発電機
7a,7b 流体圧モータと流体圧ポンプとを接続する管路
7'a 流体圧ポンプ4とロジック弁13aとを接続する管路
7'b 流体圧ポンプ4とロジック弁13bとを接続する管路
12,16,17,18 管路
8 タンク
9 チャージポンプ
10 ナセル
14 圧力制御弁
13a,13b ロジック弁
15 チェック弁
23 切換弁
a fluid pressure pump b nacelle c fluid pressure motor d generator 1 windmill 2 drive shaft 3 speed reducer 4
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