JP6294813B2 - 油圧トランスミッション、風力発電装置及び油圧トランスミッションの運転方法 - Google Patents

油圧トランスミッション、風力発電装置及び油圧トランスミッションの運転方法 Download PDF

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Description

本開示は、油圧トランスミッション、風力発電装置及び油圧トランスミッションの運転方法に関する。
近年、地球環境の保全の観点から、風力を利用した風力発電装置や、潮流、河流あるいは海流エネルギーを利用した潮流発電装置等の再生エネルギー型発電装置の普及が進んでいる。一般に、再生エネルギー型発電装置では、風、潮流、海流又は河流の運動エネルギーをロータの回転エネルギーに変換し、さらにロータの回転エネルギーをドライブトレインで増速して発電機に入力し、発電を行う。
このような再生エネルギー型発電装置において、従来はドライブトレインとしてギヤ式の増速機が多く用いられていたが、再生エネルギー型発電装置の大型化に伴って、重量及びコストの観点から油圧トランスミッションを採用した再生エネルギー型発電装置が注目を浴びている。
例えば、特許文献1には、ロータの回転により駆動される油圧ポンプと、発電機に接続された油圧モータとを組み合わせた油圧トランスミッションを用いた風力発電装置が記載されている。この風力発電装置の油圧トランスミッションでは、油圧ポンプ及び油圧モータは、高圧ライン及び低圧ラインを介して互いに流体的に接続されている。油圧ポンプで加圧された高圧の作動油は高圧ラインを通って油圧モータに供給され、油圧モータにて作動油の圧力が発電機の駆動力に変換される。そして、油圧モータから吐出される低圧の作動油は、低圧ラインを通って油圧ポンプに戻されるようになっている。また、この油圧トランスミッションでは、高圧ラインと低圧ラインとがバイパスラインで接続され、該バイパスラインにはバルブが設けられ、圧力リリーフ機能を果たすようになっている。すなわち、高圧ラインの圧力が異常な高圧となった場合にこのバルブが開いて、バイパスラインを介して高圧ライン内の高圧油を低圧ラインに逃がして、高圧ラインの圧力を設定圧力以下に維持するようになっている。
国際公開第2012/100783号
ところで、高圧ラインの圧力が異常な高圧となった場合には、油圧トランスミッションを構成する機器や配管に損傷が生じる可能性がある。そこで、このような損傷から構成機器を保護するために、高圧ラインの異常高圧時には可及的速やかに高圧ラインの圧力を低下させることが望ましい。
しかしながら、特許文献1には、高圧ラインの圧力を速やかに低下させるための対策については何ら記載されていない。
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、高圧ラインの異常高圧時の圧力を速やかに低下させることが可能な油圧トランスミッションを提供することを目的とする。
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る油圧トランスミッションは、
作動油を加圧するように構成された油圧ポンプと、
前記油圧ポンプで加圧された前記作動油によって駆動されるように構成された油圧モータと、
前記油圧ポンプの吐出側と前記油圧モータの吸込側とを接続する高圧ラインと、
前記油圧モータの吐出側と前記油圧ポンプの吸込側とを接続する低圧ラインと、
前記高圧ラインと前記低圧ラインとを接続するバイパスラインと、
前記バイパスライン上の分岐点から分岐して、前記高圧ラインよりも前記作動油の圧力が低い低圧源に接続される分岐ラインと、
パイロットポートを有するとともに、前記バイパスラインにおいて前記分岐点よりも前記低圧ライン側に設けられ、前記パイロットポートを介して取得されるパイロット圧の切り替えにより開閉可能に構成されたロジック弁と、
前記分岐ラインに設けられ、前記高圧ラインにおける前記作動油の圧力が閾値以上のときに開くように構成されたリリーフ弁と、
前記分岐ラインにおいて前記リリーフ弁よりも前記高圧ライン側に設けられる絞り部と、
前記分岐ラインにおける前記リリーフ弁と前記絞り部との間の第1パイロット圧取得位置における前記作動油の圧力を、パイロット圧として、前記パイロットポートを介して前記ロジック弁に与えるように構成されたパイロットラインと、を備え、
前記ロジック弁は、
前記リリーフ弁が閉じた状態の前記第1パイロット圧取得位置における前記作動油の圧力を前記パイロット圧として取得したときに閉じたままであり、
前記リリーフ弁が開いた状態の前記第1パイロット圧取得位置における前記作動油の圧力を前記パイロット圧として取得したときに開くように構成される。
上記(1)の構成では、バイパスラインに設けたロジック弁のパイロット圧をリリーフ弁の直前から取得するようにしたので、リリーフ弁の開閉状態に合わせてロジック弁を開閉させることができる。また、バイパスラインに設ける弁を、リリーフ弁に比べて大容量のロジック弁としたので、バイパスラインを介して大流量の作動油を流すことができる。
このため、高圧ラインにおける作動油の圧力が閾値以上のときには、リリーフ弁が開くとともにロジック弁が開くことによって、バイパスラインを介して高圧ラインから低圧ラインに作動油を大きな流量で流すことができる。
よって、上記(1)の構成により、例えば高圧ラインの異常高圧時に、高圧ラインの圧力を速やかに低下させることができる。
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、
前記リリーフ弁は、励磁されることにより開弁方向又は閉弁方向の電磁力を弁体に与えるように構成されたソレノイドを含み、
前記ソレノイドの非励磁状態において、前記分岐ラインにおける前記絞り部と前記リリーフ弁との間の前記第1パイロット圧取得位置における圧力をパイロット圧として取得し、該パイロット圧が第1閾値以上である場合に開き、且つ、前記ソレノイドの励磁状態において、前記パイロット圧が前記第1閾値とは異なる第2閾値以上である場合に開くとともに、
前記ソレノイドに与える励磁力に応じて前記第2閾値を調節するように構成される。
上記(2)の構成では、リリーフ弁のソレノイドに与える励磁力を調節することで、第1閾値とは異なる任意の値に第2閾値を設定することができる。これにより、必要に応じて、パイロット圧が第1閾値とは異なる第2閾値以上となった時にリリーフ弁を開くことができる。
このため、高圧ラインにおける作動油の圧力が第2閾値以上のときに、リリーフ弁が開くとともにロジック弁が開くことによって、バイパスラインを介して高圧ラインから低圧ラインに作動油を大きな流量で流すことができる。
よって、上記(2)の構成により、例えば高圧ラインの異常高圧時に、高圧ラインの圧力を速やかに低下させることができる。
また、上記(2)の構成により、例えば、油圧ポンプを稼働させて高圧ラインの圧力を第2閾値以上に昇圧させることでリリーフ弁及びロジック弁を開けば、油圧ポンプ、高圧ライン、バイパスライン及び低圧ラインを含む循環路内において作動油を循環させることができる。この場合、高圧ライン内の作動油がバイパスラインを介して低圧ラインに流れる際、ロジック弁の通過時に起きる作動油の圧力変化(高圧ラインにおける圧力から低圧ラインにおける圧力への変化)に起因して発熱し、作動油の温度が上昇する。よって、高圧ラインの圧力を第2閾値以上に昇圧させることによってリリーフ弁及びロジック弁を開くことで、作動油を昇温させることができる。
(3)幾つかの実施形態では、上記(1)又は(2)の構成において、前記油圧トランスミッションは、
前記パイロットラインに設けられた第1切替え弁をさらに備え、
前記第1切替え弁は、
前記第1パイロット圧取得位置における前記分岐ラインに連通する高圧側ポートと、
前記リリーフ弁よりも下流側の第2パイロット圧取得位置における前記分岐ラインに連通する低圧側ポートと、
前記ロジック弁の前記パイロットポートに連通するロジック弁側ポートと、
を含み、
前記第1切替え弁は、前記ロジック弁側ポートの接続先を前記高圧側ポートと前記低圧側ポートとで切替え可能に構成される。
上記(3)の構成によれば、第1切替え弁のロジック弁側ポートの接続先を高圧側ポートと低圧側ポートとで切替えることで、ロジック弁のパイロット圧の取得位置を切替えることができる。これにより、リリーフ弁のパイロット圧が閾値未満であり、リリーフ弁が閉じている状態のときに、所望のタイミングでロジック弁の開閉を切り替えることが可能となる。このことから、以下のようなメリットを享受できる。
例えば、メンテナンス等による油圧トランスミッションの停止時に、第1切替え弁を操作することによりロジック弁を開くことで、バイパスラインを介して高圧ラインと低圧ラインとを連通させることができる。この場合、高圧ラインと低圧ラインとの圧力差により、高圧ライン内の作動油を、バイパスラインを介して高圧ラインから低圧ラインへ流すことができる。よって、第1切替え弁の操作によってロジック弁を強制的に開くことで、油圧トランスミッション内の圧力を低下させることができる。
また、油圧ポンプを稼働させた状態で第1切替え弁の操作によってロジック弁を開けば、油圧ポンプ、高圧ライン、バイパスライン及び低圧ラインを含む循環路内において作動油を循環させることができる。この場合、高圧ライン内の作動油がバイパスラインを介して低圧ラインに流れる際、ロジック弁の通過時に起きる作動油の圧力変化(高圧ラインにおける圧力から低圧ラインにおける圧力への変化)に起因して発熱し、作動油の温度が上昇する。よって、第1切替え弁の操作によってロジック弁を強制的に開くことで、作動油を昇温させることができる。
(4)幾つかの実施形態では、上記(1)又は(2)の構成において、前記油圧トランスミッションは、前記バイパスラインにおいて前記ロジック弁とは並列に設けられ、電磁力によって開閉の切替えが可能に構成された第2切替え弁をさらに備える。
上記(4)の構成によれば、バイパスラインにおいて、第2切替え弁をロジック弁と並列に設けたので、リリーフ弁及びロジック弁の開閉状態によらず、第2切替え弁の開閉を所望のタイミングで切り替えることができる。このことから、以下のようなメリットを享受できる。
例えば、メンテナンス等による油圧トランスミッションの停止時に、第2切替え弁を開くことで、バイパスラインを介して高圧ラインと低圧ラインとを連通させることができる。この場合、高圧ラインと低圧ラインとの圧力差により、高圧ライン内の作動油を、バイパスラインを介して高圧ラインから低圧ラインへ流すことができる。よって、第2切替え弁を開くことで、油圧トランスミッション内の圧力を低下させることができる。
また、油圧ポンプを稼働させた状態で第2切替え弁を開けば、油圧ポンプ、高圧ライン、バイパスライン及び低圧ラインを含む循環路内において作動油を循環させることができる。この場合、高圧ライン内の作動油がバイパスラインを介して低圧ラインに流れる際、第2切替え弁の通過時に起きる作動油の圧力変化(高圧ラインにおける圧力から低圧ラインにおける圧力への変化)に起因して発熱し、作動油の温度が上昇する。よって、第2切替え弁を開くことで、作動油を昇温させることができる。
(5)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(4)のいずれかの構成において、前記油圧トランスミッションは、前記バイパスラインに設けられた可変絞りをさらに備える。
上記(5)の構成によれば、バイパスラインに設けられた可変絞りの絞りを調整することにより、バイパスラインを通って上述の循環路を循環する作動油の流量を調節することができる。これにより、該作動油の昇温速度を調節することができる。
(6)本発明の少なくとも一実施形態に係る風力発電装置は、
風車ロータと、
前記風車ロータに接続される油圧トランスミッションと、を備える風力発電装置であって、
前記油圧トランスミッションは、前記(1)〜(5)のいずれかの構成を有する油圧トランスミッションであって、
前記油圧ポンプは、前記風車ロータによって駆動されて作動油を加圧するように構成される。
上記(6)の構成では、バイパスラインに設けたロジック弁のパイロット圧をリリーフ弁の直前から取得するようにしたので、リリーフ弁の開閉状態に合わせてロジック弁を開閉させることができる。また、バイパスラインに設ける弁を、リリーフ弁に比べて大容量のロジック弁としたので、バイパスラインを介して大流量の作動油を流すことができる。
このため、高圧ラインにおける作動油の圧力が閾値以上のときには、リリーフ弁が開くとともにロジック弁が開くことによって、バイパスラインを介して高圧ラインから低圧ラインに作動油を大きな流量で流すことができる。
よって、上記(6)の構成により、例えば高圧ラインの異常高圧時に、高圧ラインの圧力を速やかに低下させることができる。
(7)本発明の少なくとも一実施形態に係る油圧トランスミッションの運転方法は、
上記(1)〜(5)のいずれかの構成を有する油圧トランスミッションの運転方法であって、
前記高圧ラインにおける前記作動油の圧力が閾値未満のとき、前記リリーフ弁および前記ロジック弁を閉じたまま維持して、前記高圧ラインの前記作動油を前記油圧モータに供給するステップと、
前記高圧ラインにおける前記作動油の圧力が閾値以上のとき、前記リリーフ弁および前記ロジック弁を開いて、前記バイパスラインを介して前記高圧ラインから前記低圧ラインに前記作動油を流すステップと、を備える。
上記(7)の構成では、バイパスラインに設けたロジック弁のパイロット圧をリリーフ弁の直前から取得するようにしたので、リリーフ弁の開閉状態に合わせてロジック弁を開閉させることができる。また、バイパスラインに設ける弁を、リリーフ弁に比べて大容量のロジック弁としたので、バイパスラインを介して大流量の作動油を流すことができる。
このため、高圧ラインにおける作動油の圧力が閾値以上のときには、リリーフ弁が開くとともにロジック弁が開くことによって、バイパスラインを介して高圧ラインから低圧ラインに作動油を大きな流量で流すことができる。
よって、上記(7)の構成により、例えば高圧ラインの異常高圧時に、高圧ラインの圧力を速やかに低下させることができる。
(8)本発明の少なくとも一実施形態に係る油圧トランスミッションの運転方法は、
上記(1)〜(5)のいずれかの構成を有する油圧トランスミッションの運転方法であって、
前記油圧ポンプの運転中、且つ、前記油圧モータの停止中に前記リリーフ弁および前記ロジック弁を開いて、前記油圧ポンプ、前記高圧ライン、前記バイパスライン、および、前記低圧ラインを含む循環路内において前記作動油を循環させ、前記作動油を昇温するステップを備える。
上記(8)の構成では、油圧ポンプの運転中かつ油圧モータの停止中に、リリーフ弁およびロジック弁を開いて、上述の循環路内において作動油を循環させることで、作動油を昇温させることができる。よって、上記(8)の構成によれば、バイパスラインを用いて作動油を昇温させることができる。
(9)本発明の少なくとも一実施形態に係る油圧トランスミッションの運転方法は、
上記(3)の構成を有する油圧トランスミッションの運転方法であって、
前記油圧ポンプの運転中、且つ、前記油圧モータの停止中に、前記ロジック弁側ポートが前記低圧側ポートに接続されるように前記第1切替え弁を動作させて、前記リリーフ弁の開閉状態によらず前記ロジック弁を開き、前記油圧ポンプ、前記高圧ライン、前記バイパスライン、および、前記低圧ラインを含む循環路内において前記作動油を循環させ、前記作動油を昇温するステップを備える。
上記(9)の構成によれば、油圧ポンプが運転中であり、かつ、油圧モータが停止中である状態で、第1切替え弁を操作することによってロジック弁を開いて、油圧ポンプ、高圧ライン、バイパスライン及び低圧ラインを含む循環路内において作動油を循環させることができる。この場合、高圧ライン内の作動油がバイパスラインを介して低圧ラインに流れる際、ロジック弁の通過時に起きる作動油の圧力変化(高圧ラインにおける圧力から低圧ラインにおける圧力への変化)に起因して発熱し、作動油の温度が上昇する。よって、第1切替え弁の操作によってロジック弁を強制的に開くことで、作動油を昇温させることができる。
(10)本発明の少なくとも一実施形態に係る油圧トランスミッションの運転方法は、
前記(4)又は(5)の構成を有する油圧トランスミッションの運転方法であって、
前記油圧ポンプの運転中、且つ、前記油圧モータの停止中に、前記第2切替え弁を開いて、前記油圧ポンプ、前記高圧ライン、前記バイパスライン、および、前記低圧ラインを含む循環路内において前記作動油を循環させ、前記作動油を昇温するステップを備える。
上記(10)の構成によれば、油圧ポンプが運転中であり、かつ、油圧モータが停止中である状態で、第2切替え弁を開くことで、油圧ポンプ、高圧ライン、バイパスライン及び低圧ラインを含む循環路内において作動油を循環させることができる。この場合、高圧ライン内の作動油がバイパスラインを介して低圧ラインに流れる際、ロジック弁の通過時に起きる作動油の圧力変化(高圧ラインにおける圧力から低圧ラインにおける圧力への変化)に起因して発熱し、作動油の温度が上昇する。よって、第2切替え弁を開くことで、作動油を昇温させることができる。
(11)幾つかの実施形態では、上記(8)〜(10)のいずれかの構成において、前記油圧トランスミッションの運転方法は、前記循環路に設けられた可変絞りの操作により、前記流循環路を循環する前記作動油の流量を変化させて、前記作動油の昇温速度を調節するステップをさらに備える。
上記(11)の構成によれば、循環路に設けられた可変絞りの絞りを調整することにより、循環路を循環する作動油の流量を調節することができる。これにより、該作動油の昇温速度を調節することができる。
(12)幾つかの実施形態では、上記(8)〜(11)のいずれかの構成において、前記油圧トランスミッションの運転方法は、
前記作動油を前記循環路内で循環させるステップの後、
前記作動油の温度が閾値以上になったとき前記油圧モータを始動させるステップをさらに備える。
作動油の温度が低下すると、作動油の粘度が高くなる。この場合、例えば、配管での圧力損失が増加して油圧モータのバルブの動作が不安定になる等、油圧モータの動作が不安定になることがある。
この点、上記(12)の構成によれば、油圧ポンプの運転中かつ油圧モータの停止中に、作動油を循環路内で循環させることにより昇温させて、該作動油の温度が閾値以上になった時に油圧モータを始動させる。このように、作動油の温度を適度に昇温させてから油圧モータを始動させるので、油圧モータの動作を安定化させることができる。
(13)本発明の少なくとも一実施形態に係る油圧トランスミッションの運転方法は、上記(3)の構成を有する油圧トランスミッションの運転方法であって、
前記ロジック弁側ポートが前記低圧側ポートに接続されるように前記第1切替え弁を動作させて、前記リリーフ弁の開閉状態によらず前記ロジック弁を開き、前記バイパスラインを介して前記高圧ラインから前記低圧ラインに前記作動油を流すステップを備える。
上記(13)の構成によれば、第1切替え弁を操作することによりロジック弁を開くことで、バイパスラインを介して高圧ラインと低圧ラインとを連通させることができる。この場合、高圧ラインと低圧ラインとの圧力差により、高圧ライン内の作動油を、バイパスラインを介して高圧ラインから低圧ラインへ流すことができる。よって、第1切替え弁の操作によってロジック弁を強制的に開くことで、油圧トランスミッション内の圧力を低下させることができる。
(14)本発明の少なくとも一実施形態に係る油圧トランスミッションの運転方法は、上記(4)又は(5)の構成を有する油圧トランスミッションの運転方法であって、前記第2切替え弁を開いて、前記バイパスラインを介して前記高圧ラインから前記低圧ラインに前記作動油を流すステップを備える。
上記(14)の構成によれば、第2切替え弁を開くことで、バイパスラインを介して高圧ラインと低圧ラインとを連通させることができる。この場合、高圧ラインと低圧ラインとの圧力差により、高圧ライン内の作動油を、バイパスラインを介して高圧ラインから低圧ラインへ流すことができる。よって、第2切替え弁を開くことで、油圧トランスミッション内の圧力を低下させることができる。
本発明の少なくとも一実施形態によれば、高圧ラインの異常高圧時の圧力を速やかに低下させることが可能な油圧トランスミッションが提供される。
一実施形態に係る風力発電装置の構成を示す概略図である。 一実施形態に係る油圧トランスミッションの構成を示す概略図である。 一実施形態に係る油圧トランスミッションの構成を示す概略図である。 一実施形態に係る油圧トランスミッションの構成を示す概略図である。 一実施形態に係る油圧トランスミッションの運転方法のフロー図である。 一実施形態に係る油圧トランスミッションの運転方法のフロー図である。 一実施形態に係る油圧トランスミッションの運転方法のフロー図である。 一実施形態に係る油圧トランスミッションの運転方法のフロー図である。 一実施形態に係る油圧トランスミッションの作動油の昇温速度を調整するステップのフロー図である。 一実施形態に係る油圧トランスミッションの運転方法のフロー図である。 一実施形態に係る油圧トランスミッションの運転方法のフロー図である。
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
以下の実施形態では、油圧トランスミッションが適用される装置の一例として風力発電装置について説明する。ただし、本発明に係る油圧トランスミッションの用途は、例えば、潮流発電装置、海流発電装置、河流発電装置等の他の再生エネルギー発電装置であってもよく、あるいは建設機械等の他の装置であってもよく、その用途は特に限定されない。
まず、図1を参照して、一実施形態に係る油圧トランスミッションが適用される風力発電装置の概要について説明する。
図1は、一実施形態に係る風力発電装置の構成を示す図である。同図に示すように、風力発電装置1は、風を受けて回転するように構成された風車ロータ3と、風車ロータ3の回転を増速するための油圧トランスミッション20と、電力を生成するための発電機16と、を備える。なお、ハブ4はハブカバー(スピナー)5によって覆われていてもよい。また、回転シャフト6の少なくとも一部は、タワー17上に設置されたナセル18によって覆われていてもよい。一実施形態では、油圧トランスミッション20及び発電機16は、ナセル18の内部に設置される。
風車ロータ3は、少なくとも一本のブレード2と、ブレード2が取り付けられるハブ4と、ハブ4に連結された回転シャフト6とで構成される。これにより、ブレード2が受けた風の力によって風車ロータ3全体が回転し、回転シャフト6から油圧トランスミッション20に回転が入力される。回転シャフト6から入力された回転は油圧トランスミッション20によって増速され、回転シャフト9を介して発電機16に伝達される。
図1に示すように、一実施形態に係る油圧トランスミッション20は、回転シャフト6を介して風車ロータ3に連結された油圧ポンプ8と、高圧ライン12及び低圧ライン14と、高圧ライン12及び低圧ライン14を介して油圧ポンプ8に接続された油圧モータ10と、を含む。油圧ポンプ8の吐出側と油圧モータ10の吸込側とが高圧ライン12により接続され、油圧モータ10の吐出側と油圧ポンプ8の吸込側とが低圧ライン14により接続される。
油圧ポンプ8は、風車ロータ3によって駆動されて作動油を加圧し、高圧の作動油(圧油)を生成する。油圧ポンプ8で生成された圧油は高圧ライン12を介して油圧モータ10に供給され、この圧油によって油圧モータ10が駆動される。油圧モータ10で仕事をした後の低圧の作動油は、低圧ライン14を経由して油圧ポンプ8に再び流入するようになっている。
なお、油圧ポンプ8及び油圧モータ10は、押しのけ容積が調節可能な可変容量型であってもよい。
油圧モータ10には発電機16が連結される。一実施形態では、発電機16は、電力系統に連系されるとともに、油圧モータ10によって駆動される同期発電機である。
次に、図2〜図4を参照して、一実施形態に係る油圧トランスミッション20の構成についてより詳細に説明する。図2〜図4は、それぞれ、一実施形態に係る油圧トランスミッションの構成を示す概略図である。
油圧トランスミッション20は、図2〜図4に示すように、作動油を貯留するための貯留タンク60と、貯留タンク60と低圧ライン14とを接続する補充ライン62と、補充ライン62に設けられたブーストポンプ64と、をさらに備えていてもよい。
貯留タンク60には、油圧トランスミッション20に補充するための作動油が貯留されている。この作動油は、補充ライン62に設けられたブーストポンプ64によって汲み上げられて、低圧ライン14に供給されるようになっている。このとき、低圧ライン14に供給される作動油は、補充ライン62に設けたオイルフィルタ(図示しない)によって不純物が除去されてもよい。このようにして低圧ライン14への作動油の補充を行うことで、油圧トランスミッション20において作動油の漏れが生じても、油圧トランスミッション20を循環する作動油の量を維持できる。
また、低圧ライン14と貯留タンク60との間には返送ライン66が設けられ、返送ライン66にはリリーフ弁68が配置されていてもよい。これにより、油圧トランスミッション20の作動時に、低圧ライン14内の圧力をリリーフ弁68の設定圧力近傍に保持するようになっている。
油圧トランスミッション20は、可変容量型の油圧ポンプ8及び油圧モータ10の押しのけ容積を制御するための油圧トランスミッションコントローラ70を備えていてもよい。
図2〜図4に示すように、一実施形態に係る油圧トランスミッション20は、高圧ライン12と低圧ライン14とを接続するバイパスライン24と、バイパスライン24上の分岐点28から分岐する分岐ライン26を有する。分岐ライン26は、高圧ライン12よりも作動油の圧力が低い低圧源19に接続される。図2〜図4において、低圧源19は、貯留タンク60に貯留された作動油であり、該作動油は大気圧下に置かれている。
バイパスライン24には、分岐点28よりも低圧ライン14側に、ロジック弁30が設けられる。分岐ライン26には、リリーフ弁34が設けられるとともに、リリーフ弁34よりも高圧ライン12側に絞り部36が設けられる。また、分岐ライン26とロジック弁30との間には、分岐ライン26の圧力をパイロット圧としてロジック弁30に与えるためのパイロットライン38が設けられる。
リリーフ弁34は、高圧ライン12における作動油の圧力が閾値以上のときに開くように構成される。
即ち、リリーフ弁34は、分岐ライン26における絞り部36とリリーフ弁34との間の位置(分岐ライン26において絞り部36よりも下流の位置)における圧力をパイロット圧として取得するようになっており、取得したパイロット圧が予め設定された設定値以上のときに開くようになっている。ここで、分岐ライン26における絞り部36とリリーフ弁34との間の部分は、絞り部36及びバイパスライン24の一部を介して高圧ライン12と連通している。定常状態においては、分岐ライン26において絞り部36の前後で圧力差はないとみなせるので、分岐ライン26における絞り部36とリリーフ弁34との間の部分の圧力と、高圧ライン12の圧力とは等しいとみなせる。よって、リリーフ弁34が取得するパイロット圧は、高圧ライン12の圧力であるとみなすことができる。
なお、リリーフ弁34が開くための設定値(閾値)は、例えば、リリーフ弁34の弁体に作用するばね力を調節することで、機械的に設定することができるようになっている。
高圧ライン12における作動油の圧力が閾値以上となってリリーフ弁34が開くと、高圧ライン12内の高圧の作動油を、分岐ライン26を通して低圧源19に流すことができ、高圧ライン12内の圧力を低下させることができる。
ロジック弁30は、パイロットポート32を有し、パイロットポート32を介してパイロット圧を取得するようになっている。そして、取得されるパイロット圧の切り替えにより開閉可能となっている。
ロジック弁30には、パイロット圧として、分岐ライン26におけるリリーフ弁34と絞り部36との間の第1パイロット圧取得位置40における作動油の圧力がパイロットライン38を介して与えられるようになっている。
ここで、ロジック弁30の動作について説明する。
ロジック弁30は、ロジック弁30を流れる作動油の入口である入口ポート31と、出口である出口ポート33を有する。入口ポート31はバイパスライン24を介して高圧ライン12と連通し、出口ポート33はバイパスライン24を介して低圧ライン14と連通するようになっている。
そして、ロジック弁30は、入口ポート31側及び出口ポート33側の作動油の圧力に応じて弁体が受ける開弁方向の力と、パイロットポート32側において取得されるパイロット圧に応じて弁体に作用する閉弁方向の力との大小関係により開閉するようになっている。すなわち、開弁方向の力が閉弁方向の力よりも小さければ、ロジック弁30は閉じたままであり、開弁方向の力が閉弁方向の力よりも大きくなれば、ロジック弁30は開く。
例えば、ロジック弁30に与えられるパイロット圧が高圧ライン12の圧力(又はそれ以上)であれば、ロジック弁30の弁体にはたらく閉弁方向の力の方が開弁方向の力よりも大きいため、ロジック弁30は閉じたままである。
また、ロジック弁30の弁体にはたらく開弁方向の力は、入口ポート31側での高圧作動油からの受圧面積と、出口ポート33側での低圧作動油からの受圧面積との受圧面積比に応じて変化する。このため、ロジック弁30に与えられるパイロット圧が高圧ライン12の圧力未満の時には、ロジック弁30の開閉状態は、上述の受圧面積比に応じて決まる。なお、パイロット圧が低圧ライン14の圧力未満となれば(例えば大気圧であれば)、弁体にはたらく閉弁方向の力よりも開弁方向の力の方が大きいので、ロジック弁30は開く。
一実施形態では、ロジック弁30は、リリーフ弁34が閉じた状態の第1パイロット圧取得位置40における作動油の圧力をパイロット圧として取得したときに閉じたままであり、かつ、リリーフ弁34が開いた状態の第1パイロット圧取得位置40における作動油の圧力をパイロット圧として取得したときに開くように構成される。
例えば、図2〜図4に示す油圧トランスミッション20では、リリーフ弁34が閉じた状態では、第1パイロット圧取得位置40における作動油の圧力は、高圧ライン12の圧力と等しいとみなせる。よって、この圧力をパイロット圧として取得した時には、ロジック弁30は閉じたままである。
また、リリーフ弁34が開いた状態では、第1パイロット圧取得位置40における作動油の圧力は、絞り部36によって減圧されるので、高圧ライン12の圧力よりも低い圧力となる。この第1パイロット圧取得位置40における作動油の圧力を、高圧ライン12の圧力よりも十分に低い圧力(例えば低圧ライン14の圧力よりも低い圧力)になるようにすれば、この圧力をパイロット圧として取得した時には、ロジック弁30は開く。
このように、リリーフ弁34の開閉状態に合わせてロジック弁30を開閉させるようにすることで、高圧ライン12における作動油の圧力が閾値以上のときには、リリーフ弁34が開くとともにロジック弁30が開く。ロジック弁30はリリーフ弁34に比べて大容量のバルブであるので、例えば高圧ライン12の異常高圧時に、高圧ライン12内の高圧の作動油を大流量で低圧ライン14に流すことができる。このため、高圧ライン12の圧力を迅速に低下させることができる。
また、一般にロジック弁は、同容量のリリーフ弁に比べて小型であるので、高圧ライン12の異常高圧時にバイパスライン24に設けたリリーフ弁のみを通して高圧油を低圧ライン14に逃がす場合に比べて、油圧トランスミッション20をコンパクトな構成とすることができる。
一実施形態では、図2〜図4に示すように、リリーフ弁34は、励磁されることにより開弁方向又は閉弁方向の電磁力を弁体に与えるように構成されたソレノイド42を含む。
このようなリリーフ弁34では、ソレノイド42に与える励磁力に対応した開弁設定圧(閾値)を設定することができる。また、励磁力を調整することで、開弁設定圧(閾値)を可変に設定することが可能である。
このように、ソレノイド42に与える励磁力に応じて電気的に設定可能な閾値は、上述した機械的に設定される閾値(例えば、リリーフ弁34の弁体に作用するばね力を調整することで設定する閾値)とは別に設定することが可能である。
一実施形態では、ソレノイド42に与える励磁力に応じて設定される第2閾値は、機械的に設定される第1閾値未満の範囲内で調節される。そして、リリーフ弁34は、ソレノイド42の非励磁状態では、分岐ライン26における絞り部36とリリーフ弁34との間の位置にて取得するパイロット圧が第1閾値(機械的に設定された閾値)以上である場合に開き、かつ、ソレノイド42の励磁状態では、該パイロット圧が第1閾値よりも小さい第2閾値(電気的に設定された閾値)以上である場合に開くように構成される。すなわち、設定しようとする第2閾値(第1閾値よりも小さい値)に対応する大きさの開弁方向の電磁力がリリーフ弁34の弁体に与えられるようにソレノイド42に励磁力が与えられることで、パイロット圧が第2閾値以上である場合にリリーフ弁34が開くようにする。
他の実施形態では、ソレノイド42に与える励磁力に応じて設定される第2閾値は、機械的に設定される第1閾値よりも大きい範囲内で調節される。そして、リリーフ弁34は、ソレノイド42の非励磁状態では、分岐ライン26における絞り部36とリリーフ弁34との間の位置にて取得するパイロット圧が第1閾値(機械的に設定された閾値)以上である場合に開き、かつ、ソレノイド42の励磁状態では、該パイロット圧が第1閾値よりも大きい第2閾値(電気的に設定された閾値)以上である場合に開くように構成される。すなわち、設定しようとする第2閾値(第1閾値よりも大きい値)に対応する大きさの閉弁方向の電磁力がリリーフ弁34の弁体に与えられるようにソレノイド42に励磁力が与えられることで、パイロット圧が第2閾値以上である場合にリリーフ弁34が開くようにする。
油圧トランスミッションコントローラ70は、バイパスライン24や、バイパスライン24から分岐した分岐ライン26に設けたバルブを制御するためのバイパスライン制御部72を有していてもよい。バイパスライン制御部72は、設定する第2閾値に対応する励磁力の大きさを示す信号を出力して、リリーフ弁34のソレノイド42に与えるように構成されていてもよい。
上述のように、リリーフ弁34のソレノイド42に与える励磁力を調節することで、機械的に設定された第1閾値とは異なる値に第2閾値を設定することができる。これにより、必要に応じて、パイロット圧が第1閾値とは異なる第2閾値以上となった時にリリーフ弁34を開くことができる。
このため、高圧ライン12における作動油の圧力が第2閾値以上のときに、リリーフ弁34が開くとともにロジック弁30が開くことによって、バイパスライン24を介して高圧ライン12から低圧ライン14に作動油を大きな流量で流すことができる。
例えば、第2閾値として、機械的に設定される第1閾値よりも低い値である比較的条件が緩い閾値を設定することができるので、必要に応じて(例えば試験運転時等)、この比較的条件が緩い閾値を、一時的にリリーフ弁34及びロジック弁30のための開弁設定圧とすることができる。
また、例えば、油圧モータ10を停止させた状態で、油圧ポンプ8を稼働させて高圧ライン12の圧力を第2閾値以上に昇圧させることでリリーフ弁34及びロジック弁30を開けば、油圧ポンプ8、高圧ライン12、バイパスライン24及び低圧ライン14を含む循環路25内において作動油を循環させることができる。この場合、高圧ライン12内の作動油がバイパスライン24を介して低圧ライン14に流れる際、ロジック弁30の通過時に起きる作動油の圧力変化(高圧ライン12における圧力から低圧ライン14における圧力への変化)に起因して発熱し、作動油の温度が上昇する。よって、高圧ライン12の圧力を第2閾値以上に昇圧させることによってリリーフ弁34及びロジック弁30を開くことで、作動油を昇温させることができる。
油圧トランスミッションにおいて作動油の温度が十分に高くないと、作動油が低温であることに起因して、油圧ポンプや油圧モータの動作が不安定となることがある。例えば、油圧トランスミッションを備える発電装置においては、作動油が低温であると、作動油の粘度が高くなるため油圧モータのバルブの動作が不安定になり、油圧モータにより駆動される発電機を含む発電装置の発電効率が低下する可能性がある。
そこで、上述のように、循環路25内において作動油を循環させることで、作動油の温度を適度に上昇させてから油圧モータ10を作動させることで、発電装置の発電効率を向上させることが期待できる。
図3に示す例示的な実施形態では、油圧トランスミッション20は、パイロットライン38に設けられた第1切替え弁44をさらに備える。
第1切替え弁44は、分岐ライン26に連通する高圧側ポート46及び低圧側ポート48と、ロジック弁30のパイロットポート32に連通するロジック弁側ポート52とを有する。高圧側ポート46は、第1パイロット圧取得位置40における分岐ライン26に連通する。一方、低圧側ポート48は、リリーフ弁34よりも下流側の第2パイロット圧取得位置50における分岐ライン26に連通する。
そして、第1切替え弁44は、ロジック弁側ポート52の接続先を高圧側ポート46と低圧側ポート48とで切替え可能に構成される。
第1切替え弁44の接続先の切り替えは、バイパスライン制御部72からの指令信号に基づいて行われてもよい。
上記構成によれば、第1切替え弁44のロジック弁側ポート52の接続先を高圧側ポート46と低圧側ポート48とで切替えることで、ロジック弁30のパイロット圧の取得位置を切替えることができる。
例えば、リリーフ弁34のパイロット圧(高圧ライン12の圧力)が閾値未満であり、リリーフ弁34が閉じている状態である場合を考える。このとき、第1切替え弁44のロジック弁側ポート52が高圧側ポート46に接続されていれば、ロジック弁30に与えられるパイロット圧は第1パイロット圧取得位置40における分岐ライン26の圧力(即ち高圧ライン12の圧力)であるので、ロジック弁30は閉じたままである。一方、第1切替え弁44のロジック弁側ポート52の接続先を低圧側ポートに切り替えると、ロジック弁30に与えられるパイロット圧は、第2パイロット圧取得位置50における分岐ライン26の圧力(即ち低圧源19の圧力)であるので、ロジック弁30は開く。
このように、第1切替え弁44のロジック弁側ポート52の接続先を切り替えることによって、ロジック弁30の開閉状態を切り替えることができる。よって、第1切替え弁44のロジック弁側ポート52の接続先を制御することで、ロジック弁30の開閉状態を所望のタイミングで切り替えることができる。
図3に示す例示的な実施形態によれば、例えば、メンテナンス等による油圧トランスミッション20の停止時に、第1切替え弁44を操作することによりロジック弁30を開くことで、バイパスライン24を介して高圧ライン12と低圧ライン14とを連通させることができる。この場合、高圧ライン12と低圧ライン14との圧力差により、高圧ライン12内の作動油を、バイパスライン24を介して高圧ライン12から低圧ライン14へ流すことができる。よって、所望のタイミングにおいて、第1切替え弁44の操作によってロジック弁30を強制的に開くことで、油圧トランスミッション20内の圧力を低下させることができる。
また、例えば、図2に示す実施形態では、リリーフ弁34及びロジック弁30を開くことによって高圧ライン12の作動油を低圧ライン14に逃がした場合であっても、取得するパイロット圧がリリーフ弁34の最低作動圧未満になるとリリーフ弁34が閉じる場合がある。こうしてリリーフ弁34が閉じて、その後定常状態に近づけば(即ち、絞り部36の前後で圧力差がない状態に近づけば)、ロジック弁30も閉じるので、高圧ライン12及びバイパスライン24の一部には該最低作動圧付近の圧力が残ることとなる。
この点、図3に示す実施形態によれば、所望のタイミングで、第1切替え弁44を操作することによって低圧源19の圧力をパイロット圧としてロジック弁30に与えて、ロジック弁30を開くことができる。このため、高圧ライン12及びバイパスライン24を含めた油圧トランスミッション20内の圧力を、リリーフ弁34の最低作動圧よりも低い圧力(例えば低圧源19付近の圧力)まで低下させることができる。したがって、例えば、油圧トランスミッション20のメンテナンス時等の安全性をより向上させることができる。
また、油圧モータ10を停止させ、油圧ポンプ8を稼働させた状態で第1切替え弁44の操作によってロジック弁30を開けば、循環路25内において作動油を循環させることができる。この場合、高圧ライン12内の作動油がバイパスライン24を介して低圧ライン14に流れる際、ロジック弁30の通過時に起きる作動油の圧力変化(高圧ライン12における圧力から低圧ライン14における圧力への変化)に起因して発熱し、作動油の温度が上昇する。よって、第1切替え弁の操作によってロジック弁30を強制的に開くことで、作動油を昇温させることができる。
図4に示す例示的な実施形態では、油圧トランスミッション20は、バイパスライン24においてロジック弁30とは並列に設けられ、電磁力によって開閉の切替えが可能に構成された第2切替え弁54をさらに備える。
第2切替え弁54の接続先の切り替えは、バイパスライン制御部72からの指令信号に基づいて行われてもよい。
バイパスライン24において、第2切替え弁54をロジック弁30と並列に設けることで、リリーフ弁34及びロジック弁30の開閉状態によらず、第2切替え弁54の開閉を所望のタイミングで切り替えることができる。
図4に示す例示的な実施形態によれば、例えば、メンテナンス等による油圧トランスミッション20の停止時に、第2切替え弁54を開くことで、バイパスライン24を介して高圧ライン12と低圧ライン14とを連通させることができる。この場合、高圧ライン12と低圧ライン14との圧力差により、高圧ライン12内の作動油を、バイパスライン24を介して高圧ライン12から低圧ライン14へ流すことができる。よって、所望のタイミングにおいて、第2切替え弁54を開くことで、油圧トランスミッション20内の圧力を低下させることができる。
また、図4に示す実施形態によれば、所望のタイミングで第2切替え弁54を開くことによって、高圧ライン12内の高圧の作動油を低圧ライン14へ流すことができる。この際、例えば返送ライン66に設けたリリーフ弁68を開けておくことで、高圧ライン12及びバイパスライン24を含めた油圧トランスミッション20内の圧力を、リリーフ弁34の最低作動圧よりも低い圧力(例えば低圧源19の圧力)まで低下させることができる。したがって、例えば、油圧トランスミッション20のメンテナンス時等の安全性をより高めることができる。
また、油圧モータ10を停止させ、油圧ポンプ8を稼働させた状態で第2切替え弁54を開けば、油圧ポンプ8、高圧ライン12、バイパスライン24及び低圧ライン14を含む循環路25内において作動油を循環させることができる。この場合、高圧ライン12内の作動油がバイパスライン24を介して低圧ライン14に流れる際、第2切替え弁54の通過時に起きる作動油の圧力変化(高圧ライン12における圧力から低圧ライン14における圧力への変化)に起因して発熱し、作動油の温度が上昇する。よって、第2切替え弁54を開くことで、作動油を昇温させることができる。
一実施形態において、油圧トランスミッション20は、バイパスライン24に設けられた可変絞り56をさらに備える。
図4に示す例示的な実施形態では、可変絞り56は、バイパスライン24において、第2切替え弁54の下流に設けられる。
図2〜図4に示した油圧トランスミッション20において、上述のように、油圧モータ10を停止させ、油圧ポンプ8を稼働させた状態で、油圧ポンプ8、高圧ライン12、バイパスライン24及び低圧ライン14を含む循環路25において作動油を循環させることがある。この場合、バイパスライン24に可変絞り56を設けておくことで、循環路25内を循環する作動油が可変絞り56を通過する際、可変絞り56の前後で圧力差があれば、該圧力差に起因して熱エネルギーが発生し、作動油の温度が上昇する。また、可変絞り56の絞り量が大きいほど可変絞り56前後の圧力差が大きくなるため、発熱力が大きくなり、作動油の昇温速度が大きくなる。よって、可変絞り56の絞り量を調節することで、循環路25内を循環する作動油の昇温速度を調節することができる。
次に、図5〜図11を参照して、油圧トランスミッション20の運転方法について説明する。図5〜図8及び図10〜図11は、それぞれ、一実施形態に係る油圧トランスミッションの運転方法のフロー図である。図9は、一実施形態に係る油圧トランスミッションの作動油の昇温速度を調整するステップのフロー図である。
図5は、一実施形態に係る、図2〜図4に示す油圧トランスミッション20の運転方法を示すフロー図である。
この運転方法では、まず、高圧ライン12における作動油の圧力が閾値以上か否かを判断する(S2)。
S2において高圧ライン12における作動油の圧力が閾値未満であるときは、リリーフ弁34およびロジック弁30を閉じたまま維持して、高圧ライン12の作動油を油圧モータ10に供給して(S4)、油圧トランスミッション20の通常運転を継続する。
一方、S2において高圧ライン12における作動油の圧力が閾値以上であるときは、リリーフ弁34およびロジック弁30を開いて、バイパスライン24を介して高圧ライン12から低圧ライン14に作動油を流す(S6)。これにより油圧トランスミッション20内の圧力を低下させて、油圧トランスミッション20の構成機器を損傷から保護する。
この場合、高圧ライン12における作動油の圧力が閾値以上のときには、リリーフ弁34が開くとともにロジック弁30が開くことによって、バイパスライン24を介して高圧ライン12から低圧ライン14に作動油を大きな流量で流すことができる。
よって、上記(7)の構成により、例えば高圧ライン12の異常高圧時に、高圧ライン12の圧力を迅速に低下させることができる。
図6〜図8は、それぞれ、一実施形態に係る油圧トランスミッション20の運転方法を示すフロー図である。また、図6は、図2〜図4に示す油圧トランスミッション20の運転方法の一例を示し、図7は、図3に示す油圧トランスミッション20に係る運転方法の一例を示し、図8は、図4に示す油圧トランスミッション20に係る運転方法の一例を示す。
まず、図6〜図8に示す運転方法において共通するステップについて説明する。
図6〜図8に示す運転方法では、まず、油圧ポンプ8及び油圧モータ10の運転状況をチェックする(S10及びS12)。油圧ポンプ8が運転中でなければ油圧ポンプを運転させ(S12)、油圧モータ10が運転中であれば油圧モータ10を停止する(S22)。
そして、油圧ポンプ8が運転中であり、かつ、油圧モータ10が停止中である状態で、油圧ポンプ8、高圧ライン12、バイパスライン24、および、低圧ライン14を含む循環路25内において作動油を循環させて、該作動油を昇温させる(S30A〜C)。
作動油を循環路25内で循環させて昇温させる際に(S30A〜C)、必要に応じて、作動油の昇温速度を調節するようにしてもよい(S40)。
S30A〜Cにおいて作動油を循環路25内で循環させて昇温させた後、作動油の温度が閾値以上であるか否かを判断し(S50)、該温度が閾値以上であれば、油圧モータ10を始動させる(S60)。
上述のステップS10〜S60のうち、S30A〜Cは、循環路25内において作動油を循環させる手法において、図6〜図8に示す運転方法のそれぞれで異なる。
図6に示す運転方法のS30Aでは、リリーフ弁34およびロジック弁30を開くことで、循環路25内において作動油を循環させ、作動油を昇温させる。
図7に示す運転方法のS30Bでは、ロジック弁側ポート52が低圧側ポート48に接続されるように第1切替え弁44を動作させて、リリーフ弁34の開閉状態によらずロジック弁30を開くことで、循環路25内において作動油を循環させ、作動油を昇温させる。
図8に示す運転方法のS30Cでは、第2切替え弁54を開くことで、循環路25内において作動油を循環させ、作動油を昇温させる。
S10〜S30(S30A〜S30C)のステップを含む運転方法によれば、油圧モータ10を停止させた状態で、油圧ポンプ8、高圧ライン12、バイパスライン24及び低圧ライン14を含む循環路25内において作動油を循環させることができる。このとき、高圧ライン12内の作動油がバイパスライン24を介して低圧ライン14に流れる際、ロジック弁30や第2切替え弁54の通過時に起きる作動油の圧力変化(高圧ライン12における圧力から低圧ライン14における圧力への変化)に起因して発熱し、作動油の温度が上昇する。このため、循環路25内を循環する作動油を昇温させることができる。
上述のステップのうち、作動油の昇温速度を調整するS40では、図9に示すように、まず、循環路25内を循環する作動油の昇温速度が適切な範囲内か否かを判定する(S42)。例えば、循環路25内の温度を計測する温度センサを循環路25(例えばバイパスライン24)に取り付けて、該温度センサにより取得した情報に基づいて、上述の判定を行ってもよい。また、この判定は、油圧トランスミッションコントローラ70により行うようにしてもよい。
そして、S42で作動油の昇温速度が適切な範囲内でないと判断された場合には、可変絞り56の操作により、循環路25を循環する作動油の流量を変化させる(S44)。
このように、循環路25に設けられた可変絞り56の絞りを調整することにより、循環路25を循環する作動油の流量を調節することができる。これにより、作動油の昇温速度を調節することができる。
また、上述のS50〜S60のステップを含む運転方法によれば、油圧ポンプ8の運転中かつ油圧モータ10の停止中に、作動油を循環路25内で循環させることにより昇温させて、該作動油の温度が閾値以上になった時に油圧モータ10を始動させる。このように、作動油の温度を適度に昇温させてから油圧モータ10を始動させるので、油圧モータ10の動作を安定化させることができる。
図10は、一実施形態に係る、図3に示す油圧トランスミッション20の運転方法を示すフロー図である。
この運転方法では、ロジック弁側ポート52が低圧側ポート48に接続されるように第1切替え弁44を動作させて、リリーフ弁34の開閉状態によらずロジック弁30を開き、バイパスライン24を介して高圧ライン12から低圧ライン14に作動油を流す(S102)。
S102を含む運転方法によれば、第1切替え弁44を操作することによりロジック弁30を開くことで、バイパスライン24を介して高圧ライン12と低圧ライン14とを連通させることができる。この場合、高圧ライン12と低圧ライン14との圧力差により、高圧ライン12内の作動油を、バイパスライン24を介して高圧ライン12から低圧ライン14へ流すことができる。よって、第1切替え弁44の操作によってロジック弁30を強制的に開くことで、油圧トランスミッション20内の圧力を低下させることができる。
また、S102を含む運転方法によれば、第1切替え弁44を操作することによって低圧源19の圧力をパイロット圧としてロジック弁30に与えて、ロジック弁30を開くことができる。このため、高圧ライン12及びバイパスライン24を含めた油圧トランスミッション20内の圧力を、リリーフ弁34の最低作動圧よりも低い圧力(例えば低圧源19付近の圧力)まで低下させることができる。したがって、例えば、油圧トランスミッション20のメンテナンス時等の安全性をより向上させることができる。
図11は、一実施形態に係る、図4に示す油圧トランスミッション20の運転方法を示すフロー図である。
この運転方法では、第2切替え弁54を開いて、バイパスライン24を介して高圧ライン12から低圧ライン14に作動油を流す(S104)。
S104を含む運転方法によれば、第2切替え弁54を開くことで、バイパスライン24を介して高圧ライン12と低圧ライン14とを連通させることができる。この場合、高圧ライン12と低圧ライン14との圧力差により、高圧ライン12内の作動油を、バイパスライン24を介して高圧ライン12から低圧ライン14へ流すことができる。よって、第2切替え弁54を開くことで、油圧トランスミッション20内の圧力を低下させることができる。
また、S104を含む運転方法によれば、第2切替え弁54を開くことによって、高圧ライン12内の高圧の作動油を低圧ライン14へ流すことができる。この際、例えば返送ライン66に設けたリリーフ弁68を開けておくことで、高圧ライン12及びバイパスライン24を含めた油圧トランスミッション20内の圧力を、リリーフ弁34の最低作動圧よりも低い圧力(例えば低圧源19の圧力)まで低下させることができる。したがって、例えば、油圧トランスミッション20のメンテナンス時等の安全性をより高めることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
本明細書において、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
1 風力発電装置
2 ブレード
3 風車ロータ
4 ハブ
6 回転シャフト
8 油圧ポンプ
9 回転シャフト
10 油圧モータ
12 高圧ライン
14 低圧ライン
16 発電機
17 タワー
18 ナセル
19 低圧源
20 油圧トランスミッション
24 バイパスライン
25 循環路
26 分岐ライン
28 分岐点
30 ロジック弁
31 入口ポート
32 パイロットポート
33 出口ポート
34 リリーフ弁
36 絞り部
38 パイロットライン
40 第1パイロット圧取得位置
42 ソレノイド
44 第1切替え弁
46 高圧側ポート
48 低圧側ポート
50 第2パイロット圧取得位置
52 ロジック弁側ポート
54 第2切替え弁
56 可変絞り
60 貯留タンク
62 補充ライン
64 ブーストポンプ
66 返送ライン
68 リリーフ弁
70 油圧トランスミッションコントローラ
72 バイパスライン制御部

Claims (14)

  1. 作動油を加圧するように構成された油圧ポンプと、
    前記油圧ポンプで加圧された前記作動油によって駆動されるように構成された油圧モータと、
    前記油圧ポンプの吐出側と前記油圧モータの吸込側とを接続する高圧ラインと、
    前記油圧モータの吐出側と前記油圧ポンプの吸込側とを接続する低圧ラインと、
    前記高圧ラインと前記低圧ラインとを接続するバイパスラインと、
    前記バイパスライン上の分岐点から分岐して、前記高圧ラインよりも前記作動油の圧力が低い低圧源に接続される分岐ラインと、
    パイロットポートを有するとともに、前記バイパスラインにおいて前記分岐点よりも前記低圧ライン側に設けられ、前記パイロットポートを介して取得されるパイロット圧の切り替えにより開閉可能に構成されたロジック弁と、
    前記分岐ラインに設けられ、前記高圧ラインにおける前記作動油の圧力が閾値以上のときに開くように構成されたリリーフ弁と、
    前記分岐ラインにおいて前記リリーフ弁よりも前記高圧ライン側に設けられる絞り部と、
    前記分岐ラインにおける前記リリーフ弁と前記絞り部との間の第1パイロット圧取得位置における前記作動油の圧力を、パイロット圧として、前記パイロットポートを介して前記ロジック弁に与えるように構成されたパイロットラインと、を備え、
    前記ロジック弁は、
    前記リリーフ弁が閉じた状態の前記第1パイロット圧取得位置における前記作動油の圧力を前記パイロット圧として取得したときに閉じたままであり、
    前記リリーフ弁が開いた状態の前記第1パイロット圧取得位置における前記作動油の圧力を前記パイロット圧として取得したときに開く
    ように構成されたことを特徴とする油圧トランスミッション。
  2. 前記リリーフ弁は、励磁されることにより開弁方向又は閉弁方向の電磁力を弁体に与えるように構成されたソレノイドを含み、
    前記リリーフ弁は、
    前記ソレノイドの非励磁状態において、前記分岐ラインにおける前記絞り部と前記リリーフ弁との間の前記第1パイロット圧取得位置における圧力をパイロット圧として取得し、該パイロット圧が第1閾値以上である場合に開き、且つ、前記ソレノイドの励磁状態において、前記パイロット圧が前記第1閾値とは異なる第2閾値以上である場合に開くとともに、
    前記ソレノイドに与える励磁力に応じて前記第2閾値を調節する
    ように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の油圧トランスミッション。
  3. 前記パイロットラインに設けられた第1切替え弁をさらに備え、
    前記第1切替え弁は、
    前記第1パイロット圧取得位置における前記分岐ラインに連通する高圧側ポートと、
    前記リリーフ弁よりも下流側の第2パイロット圧取得位置における前記分岐ラインに連通する低圧側ポートと、
    前記ロジック弁の前記パイロットポートに連通するロジック弁側ポートと、
    を含み、
    前記第1切替え弁は、前記ロジック弁側ポートの接続先を前記高圧側ポートと前記低圧側ポートとで切替え可能に構成されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の油圧トランスミッション。
  4. 前記バイパスラインにおいて前記ロジック弁とは並列に設けられ、電磁力によって開閉の切替えが可能に構成された第2切替え弁をさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の油圧トランスミッション。
  5. 前記バイパスラインに設けられた可変絞りをさらに備えることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の油圧トランスミッション。
  6. 風車ロータと、
    前記風車ロータに接続される油圧トランスミッションと、を備える風力発電装置であって、
    前記油圧トランスミッションは、請求項1乃至5の何れか一項に記載の油圧トランスミッションであって、
    前記油圧ポンプは、前記風車ロータによって駆動されて作動油を加圧する
    ように構成されたことを特徴とする風力発電装置。
  7. 請求項1乃至5の何れか一項に記載の油圧トランスミッションの運転方法であって、
    前記高圧ラインにおける前記作動油の圧力が閾値未満のとき、前記リリーフ弁および前記ロジック弁を閉じたまま維持して、前記高圧ラインの前記作動油を前記油圧モータに供給するステップと、
    前記高圧ラインにおける前記作動油の圧力が閾値以上のとき、前記リリーフ弁および前記ロジック弁を開いて、前記バイパスラインを介して前記高圧ラインから前記低圧ラインに前記作動油を流すステップと、
    を備えることを特徴とする油圧トランスミッションの運転方法。
  8. 請求項1乃至5の何れか一項に記載の油圧トランスミッションの運転方法であって、
    前記油圧ポンプの運転中、且つ、前記油圧モータの停止中に前記リリーフ弁および前記ロジック弁を開いて、前記油圧ポンプ、前記高圧ライン、前記バイパスライン、および、前記低圧ラインを含む循環路内において前記作動油を循環させ、前記作動油を昇温するステップを備えることを特徴とする油圧トランスミッションの運転方法。
  9. 請求項3に記載の油圧トランスミッションの運転方法であって、
    前記油圧ポンプの運転中、且つ、前記油圧モータの停止中に、前記ロジック弁側ポートが前記低圧側ポートに接続されるように前記第1切替え弁を動作させて、前記リリーフ弁の開閉状態によらず前記ロジック弁を開き、前記油圧ポンプ、前記高圧ライン、前記バイパスライン、および、前記低圧ラインを含む循環路内において前記作動油を循環させ、前記作動油を昇温するステップを備えることを特徴とする油圧トランスミッションの運転方法。
  10. 請求項4に記載の油圧トランスミッションの運転方法であって、
    前記油圧ポンプの運転中、且つ、前記油圧モータの停止中に、前記第2切替え弁を開いて、前記油圧ポンプ、前記高圧ライン、前記バイパスライン、および、前記低圧ラインを含む循環路内において前記作動油を循環させ、前記作動油を昇温するステップを備えることを特徴とする油圧トランスミッションの運転方法。
  11. 前記循環路に設けられた可変絞りの操作により、前記循環路を循環する前記作動油の流量を変化させて、前記作動油の昇温速度を調節するステップをさらに備えることを特徴とする請求項8乃至10の何れか一項に記載の油圧トランスミッションの運転方法。
  12. 前記作動油を前記循環路内で循環させるステップの後、
    前記作動油の温度が閾値以上になったとき前記油圧モータを始動させるステップをさらに備えることを特徴とする請求項8乃至11の何れか一項に記載の油圧トランスミッションの運転方法。
  13. 請求項3に記載の油圧トランスミッションの運転方法であって、
    前記ロジック弁側ポートが前記低圧側ポートに接続されるように前記第1切替え弁を動作させて、前記リリーフ弁の開閉状態によらず前記ロジック弁を開き、前記バイパスラインを介して前記高圧ラインから前記低圧ラインに前記作動油を流すステップを備えることを特徴とする油圧トランスミッションの運転方法。
  14. 請求項4に記載の油圧トランスミッションの運転方法であって、
    前記第2切替え弁を開いて、前記バイパスラインを介して前記高圧ラインから前記低圧ラインに前記作動油を流すステップを備えることを特徴とする油圧トランスミッションの運転方法。
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