JP5642772B2 - 再生エネルギー型発電装置のオイル供給 - Google Patents
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Description
ロータと、発電機と、前記ロータから前記発電機へ回転エネルギーを伝達する油圧トランスミッションとを備える再生エネルギー型発電装置であって、
前記油圧トランスミッションは、
前記ロータによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、
前記発電機に連結される可変容量型の油圧モータと、
前記油圧ポンプの吐出側と前記油圧モータの吸入側の間に配置される高圧オイルライン及び前記油圧ポンプの吸入側と前記油圧モータの吐出側の間に配置される低圧オイルラインを含むオイル回路と、を有し、
前記油圧ポンプ及び前記油圧モータは、それぞれ、
シリンダ及び該シリンダ内に摺動自在に取り付けられたピストンによりそれぞれ形成される複数の作動室と、
前記ピストンに係合するカム面を有したカムに連結され、作動室容積のサイクルが回転に連動する回転シャフトと、
各作動室と、前記高圧オイルライン又は前記低圧オイルラインとの間における作動流体の総押しのけ容積を調節する複数のバルブとを有し、
少なくとも一つのバルブが、各作動室に関連した電子制御バルブであり、該電子制御バルブは、作動室容積の各サイクルで前記各作動室にて押しのけられる作動流体の容積を選択することで前記油圧ポンプ及び前記油圧モータのそれぞれの作動流体の総押しのけ容積を調節するためにコントローラにより操作可能であり、
前記油圧ポンプ及び/又は前記油圧モータは、ベアリングへオイルが導入されるように構成された降温オイル供給路を有し、
前記再生エネルギー型発電装置は、前記降温オイル供給路によって供給されるオイルが、前記オイル回路から前記油圧ポンプ及び/又は前記油圧モータの各作動室へ供給されるオイルよりも冷却されるように、前記降温オイル供給路のオイルの温度を調節するための少なくとも一つの第1温度調節器を備えることを特徴とする。
前記少なくとも一つの第2フィルタは、前記少なくとも一つの第1フィルタよりも細かい目を有するようにしてもよい。
前記降温オイル供給路は、前記ベアリングを収納する空間に流体的に接続されていてもよい。
前記オイル回路からの前記オイル及び前記降温オイル供給路からの前記オイルは、前記クランクケース内で混合されてもよい。
再生エネルギー型発電装置の油圧ポンプ及び/又は油圧モータへオイルを供給する方法であって、
前記再生エネルギー型発電装置は、ロータと、発電機と、前記ロータから前記発電機へ回転エネルギーを伝達する油圧トランスミッションとを備え、
前記油圧トランスミッションは、
前記ロータによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、
前記発電機に連結される可変容量型の油圧モータと、
前記油圧ポンプの吐出側と前記油圧モータの吸入側の間に配置される高圧オイルライン及び前記油圧ポンプの吸入側と前記油圧モータの吐出側の間に配置される低圧オイルラインを含むオイル回路と、を有し、
前記油圧ポンプ及び前記油圧モータは、それぞれ、
シリンダ及び該シリンダ内に摺動自在に取り付けられたピストンによりそれぞれ形成される複数の作動室と、
前記ピストンに係合するカム面を有したカムに連結され、作動室容積のサイクルが回転に連動する回転シャフトと、
各作動室と、前記高圧オイルライン又は前記低圧オイルラインとの間における作動流体の総押しのけ容積を調節する複数のバルブとを有し、
少なくとも一つのバルブが、各作動室に関連した電子制御バルブであり、該電子制御バルブは、作動室容積の各サイクルで前記各作動室にて押しのけられる作動流体の容積を選択することで前記油圧ポンプ及び前記油圧モータのそれぞれの作動流体の総押しのけ容積を調節するためにコントローラにより操作可能であり、
前記方法は、前記オイル回路から前記油圧ポンプ及び/又は前記油圧モータのそれぞれの前記作動室へ供給されるオイルより低い温度で、前記油圧ポンプ及び/又は前記油圧モータのベアリングへオイルを導入することを特徴とする。
本実施形態において、全ての循環オイルは、閾値を超える流量である場合を除いて、オイルが回路のバイパス部位を通るときにフィルタ及びクーラーを通る。閾値は、例えば約5000リットル/分程度の最大流量に近い値に設定してもよい。高圧オイルラインの温度は温度センサ54で測定され、この温度は高圧オイルライン温度信号56としてコントローに送信される。圧力センサ58は高圧オイルラインの圧力を測定し、この圧力は高圧オイルライン信号60としてコントローラに送信される。高圧リリーフバルブ62は、高圧及び低圧オイルラインに接続されている。
受け入れたオイルは、補助温度調節器110(第1温度調節器として機能する)によって通常約20〜40℃程度までさらに冷却される。補助温度調節器は、通常、冷却器(refrigerator)である。上記のさらに冷却されたオイルは、第2フィルタとして機能する補助フィルタ112を通過する。この第2フィルタは、第1フィルタより目が細かく、これにより一層純度が高くなるようにオイルをろ過できる。例えば、10ミクロンのメッシュサイズを有する第1フィルタを用いる場合、3ミクロンのメッシュサイズを有する補助フィルタを用いる。補助フィルタを通過するオイルは、一組のベアリング及びシャフトシール118で形成される空間116内に、流入ライン114を通って供給される。このようにして、オイルは、作動室へ供給されるオイルより低温でベアリングに供給される。ベアリングに供給されたオイルは、これにより一層粘度が高くなり、ベアリングの性能及び寿命の両方にとって好適な粘度とすることができる。
2 配電網
4 ナセル
6 タワー
8 ハブ
10 ブレード
12 ロータ
14 風速計
16 風速信号
18 コントローラ
20 油圧ポンプ
22 駆動シャフト
24 油圧モータ
26 高圧オイルライン
28 低圧オイルライン
29 オイル回路
30 チャージポンプ
32 リザーバ
34 低圧アキュムレータ
36 圧力リリーフバルブ
38 フィルタ
42 アキュムレータ
46 第1高圧アキュムレータ
48 第2高圧アキュムレータ
50 第1分離バルブ
52 第2分離バルブ
54 温度センサ
56 温度信号
58 圧力センサ
60 圧力信号
62 リリーフバルブ
64 発電機
66 発電機シャフト
68 接触器
70 接触器コントローラ
72 ポンプシャフト
74 カムサポート
76 カム
78 外側リング
80 第1エンドプレート
82 第2エンドプレート
84 ベアリング
86 カバー
88 シリンダブロック
90 シリンダ
92 ピストン
94 ピストンローラー
95 作動室
96 低圧ギャラリ
98 主温度調節器
99 第1オイル受入口
100 主フィルタ
102 電子制御バルブ
104 高圧オイルマニホルド
106 管路
107 降温オイル供給路
108 オイル受入口
110 補助温度調節器
112 補助フィルタ
114 流入ライン
116 空間
118 シャフトシール
120 クランクケース
122 リングカム
124 クランクシャフト供給路
126 ドレン
128 他の降温オイル供給路
130 他の温度調節器
132 他の補助フィルタ
134 リストリクターリング
136 低圧ギャラリ
138 油圧接続部
140 半径方向ドリルウェイ
142 軸方向ドリルウェイ
144 環状部
146 他の半径方向ドリルウェイ
148 環状空間
150 シム
152 開口
154 開口
156 クランクケース
Claims (12)
- ロータと、発電機と、前記ロータから前記発電機へ回転エネルギーを伝達する油圧トランスミッションとを備える再生エネルギー型発電装置であって、
前記油圧トランスミッションは、
前記ロータによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、
前記発電機に連結される可変容量型の油圧モータと、
前記油圧ポンプの吐出側と前記油圧モータの吸入側の間に配置される高圧オイルライン及び前記油圧ポンプの吸入側と前記油圧モータの吐出側の間に配置される低圧オイルラインを含むオイル回路と、を有し、
前記油圧ポンプ及び前記油圧モータは、それぞれ、
シリンダ及び該シリンダ内に摺動自在に取り付けられたピストンによりそれぞれ形成される複数の作動室と、
前記ピストンに係合するカム面を有したカムに連結され、作動室容積のサイクルが回転に連動する回転シャフトと、
各作動室と、前記高圧オイルライン又は前記低圧オイルラインとの間における作動流体の総押しのけ容積を調節する複数のバルブとを有し、
少なくとも一つのバルブが、各作動室に関連した電子制御バルブであり、該電子制御バルブは、作動室容積の各サイクルで前記各作動室にて押しのけられる作動流体の容積を選択することで前記油圧ポンプ及び前記油圧モータのそれぞれの作動流体の総押しのけ容積を調節するためにコントローラにより操作可能であり、
前記油圧ポンプ及び/又は前記油圧モータは、ベアリングへオイルが導入されるように構成された降温オイル供給路を有し、
前記再生エネルギー型発電装置は、前記降温オイル供給路によって供給されるオイルが、前記オイル回路から前記油圧ポンプ及び/又は前記油圧モータの各作動室へ供給されるオイルよりも冷却されるように、前記降温オイル供給路のオイルの温度を調節するための少なくとも一つの第1温度調節器を備えることを特徴とする再生エネルギー型発電装置。 - 複数の前記降温オイル供給路は、前記オイル回路からオイルが導入され、該オイルが前記ベアリングへ導かれる前に前記導入されたオイルの温度を調節するために、前記オイル回路に流体的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の再生エネルギー型発電装置。
- 前記降温オイル供給路が、前記低圧オイルラインに流体的に接続されていることを特徴とする請求項2に記載の再生エネルギー型発電装置。
- 前記オイルのうち前記オイル回路内を循環する少なくとも所定比率のオイルをろ過するように配置された少なくとも一つの第1フィルタと、前記ベアリングに導かれる前のオイルをろ過するように前記降温オイル供給路に配置された少なくとも一つの第2フィルタとを備え、
前記少なくとも一つの第2フィルタは、前記少なくとも一つの第1フィルタよりも細かい目を有することを特徴とする請求項2に記載の再生エネルギー型発電装置。 - 前記オイル回路内のオイルの温度を調節するための少なくとも一つの第2温度調節器をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の再生エネルギー型発電装置。
- 前記油圧ポンプ及び/又は前記油圧モータは、それぞれ、前記各回転シャフトの周囲に設けられるとともに、前記ベアリングを収納する空間を部分的に画定し且つ該空間内のオイルを保持するリストリクターを有し、
前記降温オイル供給路は、前記ベアリングを収納する空間に流体的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の再生エネルギー型発電装置。 - 前記オイル回路からのオイル及び前記降温オイル供給路からのオイルは、前記油圧ポンプ及び/又は前記油圧モータ内で混合されることを特徴とする請求項1に記載の再生エネルギー型発電装置。
- 前記油圧ポンプ及び/又は前記油圧モータは、前記カム及び前記ピストンを囲むクランクケースを有し、
前記オイル回路からの前記オイル及び前記降温オイル供給路からの前記オイルは、前記クランクケース内で混合されることを特徴とする請求項7に記載の再生エネルギー型発電装置。 - 前記油圧ポンプ及び/又は前記油圧モータの前記ベアリングへ供給される前記オイル間の温度は、前記油圧ポンプ及び/又は前記油圧モータのそれぞれの前記作動室に前記オイル回路から導入される前記オイルの温度より最大で40℃低いことを特徴とする請求項7に記載の再生エネルギー型発電装置。
- 前記再生エネルギー型発電装置は、風力発電装置及び複数のブレードを含むロータであることを特徴とする請求項1に記載の再生エネルギー型発電装置。
- 再生エネルギー型発電装置の油圧ポンプ及び/又は油圧モータへオイルを供給する方法であって、
前記再生エネルギー型発電装置は、ロータと、発電機と、前記ロータから前記発電機へ回転エネルギーを伝達する油圧トランスミッションとを備え、
前記油圧トランスミッションは、
前記ロータによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、
前記発電機に連結される可変容量型の油圧モータと、
前記油圧ポンプの吐出側と前記油圧モータの吸入側の間に配置される高圧オイルライン及び前記油圧ポンプの吸入側と前記油圧モータの吐出側の間に配置される低圧オイルラインを含むオイル回路と、を有し、
前記油圧ポンプ及び前記油圧モータは、それぞれ、
シリンダ及び該シリンダ内に摺動自在に取り付けられたピストンによりそれぞれ形成される複数の作動室と、
前記ピストンに係合するカム面を有したカムに連結され、作動室容積のサイクルが回転に連動する回転シャフトと、
各作動室と、前記高圧オイルライン又は前記低圧オイルラインとの間における作動流体の総押しのけ容積を調節する複数のバルブとを有し、
少なくとも一つのバルブが、各作動室に関連した電子制御バルブであり、該電子制御バルブは、作動室容積の各サイクルで前記各作動室にて押しのけられる作動流体の容積を選択することで前記油圧ポンプ及び前記油圧モータのそれぞれの作動流体の総押しのけ容積を調節するためにコントローラにより操作可能であり、
前記方法は、前記オイル回路から前記油圧ポンプ及び/又は前記油圧モータのそれぞれの前記作動室へ供給されるオイルより低い温度で、前記油圧ポンプ及び/又は前記油圧モータのベアリングへオイルを導入することを特徴とする再生エネルギー型発電装置のオイル供給方法。 - 前記ベアリングへ導入されるオイルは、前記オイル回路内のオイルより目の細かいフィルタでろ過されることを特徴とする請求項11に記載の再生エネルギー型発電装置のオイル供給方法。
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