JP5427586B2 - 油中水分除去装置および油中水分除去方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施例1に係る油中水分除去装置を適用した風力発電設備の構成を簡略に示す図である。
図1に示すように、風力発電設備10は、タワー(支柱)11上に設置されたナセル12に、風車翼13を取り付けたロータヘッド14と、このロータヘッド14と一体に回転するよう連結された主軸15と、風車翼13に風力を受けて回転する主軸15を連結した増速機16と、増速機16の軸出力によって駆動される発電機17とを設けたものである。また、支柱11は地面や洋上などに設けた基台18上に設置される。
尚、ナセル12内には増速機16や発電機17の他に、油圧装置やその他の電気機器やこれらの制御装置も設置されている。タワー11は筒状であってタワー11の内部の下部には電気設備が設置されている。
図2は、本発明の実施例1に係る油中水分除去装置の構成を簡略に示す図である。
図2に示すように、本実施例に係る油中水分除去装置20Aは、風力を受けて回転する風車翼13と、風車翼13の内部に設けられ、風車翼13が取り付けられたロータヘッド14側から風車翼13の先端側を経由して風車翼13内に水分を含む潤滑油21を循環させる潤滑油循環配管22と、を有するものである。
尚、本発明において潤滑油は、水分を含む潤滑油をいう。また、潤滑油には、夾雑物を更に含む潤滑油も含まれる。夾雑物は、潤滑油を機器等で用いることで混入する固形物などであり、例えば、非鉄金属等の金属屑、鉄粉や非鉄金属粉等の金属粉及び各種塵埃等が挙げられる。その他、すす、酸化物、ニトロ化物、硫黄化物、燃料残留物、水、グリコール混入物なども含まれる。潤滑油の種類としては、特に限定されるものではなく、例えば、鉱物油、合成油及び植物油等が挙げられる。
よって、風車翼13が回転することで発生する遠心力により、潤滑油循環配管22内で水分を含む潤滑油21が水分の含有量が多い潤滑油21Aと水分の含有量が少ない潤滑油21Bとに分離され、水分の含有量が多い潤滑油21Aを排出することができる。
潤滑油循環配管22の調節弁V1と調節弁V2との間に残っている潤滑油21は水分はほとんど含有されていないため、水分の含有量が少ない潤滑油21Bは潤滑油貯留タンク23内の潤滑油21と混合することで、再利用することができる。
図3は、本発明の実施例2に係る油中水分除去装置の風車翼の一部の構成のみを簡略に示す図であり、図4は、図3の構成の一部を詳細に示す図である。
図3に示すように、本実施例に係る油中水分除去装置20Bは、図1に示す本発明の実施例1に係る油中水分除去装置20Aの風車翼13の内部に、潤滑油循環配管22中の潤滑油21の赤外吸収スペクトルを測定する水分測定装置(水分測定手段)31と、潤滑油循環配管22中の潤滑油21の夾雑物の含有量を測定する粒度測定装置(粒度測定手段)32Aとが設けられてなるものである。
なお、赤外線とは、赤色光よりも波長が長く、ミリ波長の電波よりも波長の短い電磁波全般をいい、波長は0.7μm以上1000μm以下である。また、赤外領域には赤外線は、近赤外線、中赤外線、遠赤外線を含むものをいう。本発明において、赤外領域とは、光の波長が1000nm以上10000nm以下の範囲であり、3000nm以上7000nm以下の範囲が好適である。
図5は、粒度測定装置の他の構成を簡略に示す図である。
図5に示すように、粒度測定装置32Bは、レーザ光41を照射するレーザ光照射装置42と、潤滑油抜出し管13を通過したレーザ光41を検知する検知器51とで構成されている。
レーザ光照射装置42から照射されたレーザ光41が潤滑油抜出し管13中の潤滑油21に照射されると、潤滑油21に夾雑物が混入していない場合には、潤滑油抜出し管13内に照射されたレーザ光41と同等の光量が検知器51で検知される。一方、潤滑油21に夾雑物が混入している場合、レーザ光41は夾雑物と衝突することで散乱し、潤滑油21中に夾雑物が多く含有されているほど、レーザ光41の散乱具合は大きくなり、検知器51で検知されるレーザ光41の光量が低下する。よって、窓46を通過して検知器51で検知されるレーザ光41の光量を測定することにより、潤滑油21中の夾雑物の含有割合を検知することができる。
図6は、粒度測定装置の他の構成を簡略に示す図である。図6に示すように、粒度測定装置32Cは、光52を照射する光源53と、潤滑油抜出し管13を通過した光52を検知する検知器55とで構成されている。検知器55として例えばフォトダイオードCCD(Charge Coupled Device)カメラなどが用いられる。
なお、本実施例に係る油中水分除去装置の全体の構成は、実施例1、2に係る油中水分除去装置と同様であるため、本実施例に係る油中水分除去装置においては、風車翼の一部の構成のみを用いて説明する。
また、実施例1、2に係る油中水分除去装置の構成と重複する部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図7は、本発明の実施例3に係る油中水分除去装置の風車翼の一部の構成のみを簡略に示す図である。
図7に示すように、本実施例に係る油中水分除去装置20Cは、図3〜6に示す本発明の実施例2に係る油中水分除去装置20Bの風車翼13の内部に、赤外線照射装置34から照射される赤外線33を導光する第1の光ファイバ61と、レーザ光照射装置42から照射されるレーザ光41を導光する第2の光ファイバ62とを有するものである。
また、本実施例では、赤外線照射装置34、レーザ光照射装置42は、ナセル12の内部に設けられている。
よって、水分、夾雑物を含有する潤滑油21を効率よく除去することができるため、潤滑油21中に含まれる水分、夾雑物が潤滑油21と同伴して前記風力発電設備内に設置されている機器に送給されるのを確実に防止することができる。
また、赤外線33を第1の光ファイバ61、第1の受光用光ファイバ68により風車翼13の内外に導光し、レーザ光41を第2の光ファイバ62、第2の受光用光ファイバ75により風車翼13の内外に導光することができるため、風車翼13の内部に設ける設備を軽減することができる。
更に、第1の光ファイバ61、第2の光ファイバ62を分岐することができるため、1つの赤外線照射装置34から照射された赤外線33、1つのレーザ光照射装置42から照射されたレーザ光41を潤滑油循環配管22の複数の箇所に同時に又は個別に照射することができる。
従って、前記風力発電設備内に設置されている機器には、水分、夾雑物が除去された潤滑油21を更に安定して再利用することができる。このため、潤滑油21中の水分、夾雑物により、機器が磨耗又は腐食により損傷が生じるのを更に確実に防止することができる。
なお、本実施例に係る油中水分除去装置の全体の構成は、実施例1〜3に係る油中水分除去装置と同様であるため、本実施例に係る油中水分除去装置においては、風車翼の一部の構成のみを用いて説明する。
また、実施例1〜3に係る油中水分除去装置の構成と重複する部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図8は、本発明の実施例4に係る油中水分除去装置の風車翼の一部の構成のみを簡略に示す図であり、図9は、図8の光照射方向から見た時の構成の一部を簡略に示す図である。
図8、9に示すように、本実施例に係る油中水分除去装置20Dは、潤滑油循環配管22内に白色光81を照射するための白色光照射装置(白色光照射手段)82と、潤滑油循環配管22の外部に設けられ、白色光81を受光する撮像装置(撮像手段)83と、潤滑油循環配管22の外部に設けられ、受光した白色光81のコントラストを認識するための標識84とを有するものである。
従って、潤滑油21に含まれる水分の分析と、潤滑油21に含まれる夾雑物の確認と、潤滑油21の劣化具合の確認とを同時に行なうことで、水分、夾雑物を含有する潤滑油21を効率よく除去することができると共に、劣化した潤滑油21を除去することができる。このため、潤滑油21中に含まれる水分、夾雑物が潤滑油21と同伴して前記風力発電設備内に設置されている機器に送給されるのを確実に防止することができると共に、劣化した潤滑油21が前記風力発電設備内に設置されている機器を循環するのを防止することができる。
11 タワー(支柱)
12 ナセル
13 風車翼
14 ロータヘッド
15 主軸
16 増速機
17 発電機
18 基台
20A〜20D 油中水分除去装置
21、21A、21B 潤滑油
22 潤滑油循環配管
23 潤滑油貯留タンク
24 排出用タンク
25 潤滑油抜出し管
31 水分測定装置(水分測定手段)
32A〜32C 粒度測定装置(粒度測定手段)
33、51 赤外線
34、52 赤外線照射装置
35、44、49、51 検知器
36、37、45、46、85、86、89、91 窓
38、50 制御装置
41 レーザ光
42 レーザ光照射装置
43、88 散乱光
47、87 ビームダンパ
48 ハーフミラー
52 光
53 光源
54 レンズ
59 ハーフミラー
61 第1の光ファイバ
62 第2の光ファイバ
63、72 筒体
64、73 光束調整手段
65 筒体
66、90 凸レンズ
67、71、74 ファイバアダプタ
68 第1の受光用光ファイバ
75 第2の受光用光ファイバ
81 白色光
82 白色光照射装置(白色光照射手段)
83 撮像装置(撮像手段)
84 標識
V1〜V4 調節弁
Claims (12)
- 風力を受けて回転する風車翼と、
前記風車翼の内部に設けられ、前記風車翼が取り付けられたロータヘッド側から前記風車翼の先端側を経由して前記風車翼内に水分を含む潤滑油を循環させる潤滑油循環配管と、を有し、
前記風車翼が回転することで発生する遠心力により、前記潤滑油循環配管内で水分を含む潤滑油が水分の含有量が多い潤滑油と水分の含有量が少ない潤滑油とに分離され、前記水分の含有量が多い潤滑油を排出することを特徴とする油中水分除去装置。 - 請求項1において、
前記風車翼の内部に設けられ、前記潤滑油循環配管と連結し、前記潤滑油循環配管内の潤滑油を抜出す潤滑油抜出し管が設けられていることを特徴とする油中水分除去装置。 - 請求項1又は2において、
前記風車翼の内部に、前記潤滑油循環配管中の潤滑油の赤外吸収スペクトルを測定する水分測定手段が設けられていることを特徴とする油中水分除去装置。 - 請求項1乃至3の何れか一つにおいて、
前記風車翼の内部に、前記風車翼内に前記潤滑油循環配管中の潤滑油の夾雑物の含有量を測定する粒度測定手段が設けられていることを特徴とする油中水分除去装置。 - 請求項1乃至4の何れか一つにおいて、
前記風車翼の内部に設けられ、赤外線照射装置から照射される赤外線を導光する第1の光ファイバと、レーザ光照射装置より照射されるレーザ光を導光する第2の光ファイバとを有することを特徴とする油中水分除去装置。 - 請求項1乃至4の何れか一つにおいて、
前記潤滑油循環配管内に白色光を照射するための白色光照射手段と、
前記潤滑油循環配管の外部に設けられ、前記白色光を受光する撮像手段と、
前記潤滑油循環配管の外部に設けられ、受光した白色光のコントラストを認識するための標識とを有することを特徴とする油中水分除去装置。 - 請求項1乃至6の何れか一つの油中水分除去装置を備えることを特徴とする風力発電設備。
- 風力を受けて回転する風車翼の内部に前記風車翼が取り付けられたロータヘッド側から前記風車翼の先端側を経由してロータヘッド側に前記風車翼内に水分を含む潤滑油を循環させる潤滑油循環配管を設け、前記潤滑油循環配管内に前記潤滑油を循環させ、前記風車翼が回転することで生じる遠心力により、水分の含有量が多い潤滑油と水分の含有量が少ない潤滑油とに分離し、水分の含有量が多い潤滑油を排出することを特徴とする油中水分除去方法。
- 請求項8において、
前記風車翼の内部に前記潤滑油循環配管内の潤滑油を抜出す潤滑油抜出し管を設け、
前記水分の含有量が多い潤滑油を排出した後、前記潤滑油抜出し管内に前記水分の含有量が少ない潤滑油を抜出し、風力発電設備内に設置されている機器に用いる潤滑油に混合することを特徴とする油中水分除去方法。 - 請求項8又は9において、
前記風車翼の内部で前記潤滑油循環配管中の潤滑油の赤外吸収スペクトルを測定し、測定された潤滑油の赤外吸収スペクトルに基づいて前記潤滑油中の水分量を求め、求められた前記潤滑油中の水分量に基づいて前記潤滑油を排出することを特徴とする油中水分除去方法。 - 請求項8乃至10の何れか一つにおいて、
前記風車翼内の内部で前記潤滑油循環配管中の潤滑油の夾雑物の含有量を測定し、測定された潤滑油の夾雑物の含有量に基づいて前記潤滑油を排出することを特徴とする油中水分除去方法。 - 請求項8又は9において、
前記風車翼の内部で前記潤滑油循環配管中の潤滑油の赤外吸収スペクトルを測定し、測定された潤滑油の赤外吸収スペクトルに基づいて前記潤滑油中の水分量を求めると共に、
前記潤滑油に含まれる夾雑物により反射された反射光を検知し、潤滑油に含まれる夾雑物の含有量を測定し、
求めた前記潤滑油中の水分量および夾雑物の含有量に基づいて前記潤滑油を排出することを特徴とする油中水分除去方法。
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