JP6837048B2 - 軸受洗浄方法 - Google Patents

Description

本開示は、グリース潤滑式の軸受を洗浄するための軸受洗浄方法に関する。

陸上や海上に設置される風車が知られている。この種の風車は、例えば、再生エネルギ発電装置の一種である風力発電装置として利用されている。風力発電装置では、風力エネルギによって風車翼が設けられたロータを回転させ、回転軸（主軸）を介して連結された発電機を駆動することで電気エネルギを発生させる。

風車では、回転軸（主軸）を回転可能に支持するために、軸受（主軸軸受）が用いられる。このような軸受は、風車の様々な稼働条件下で信頼性を確保すべく、潤滑剤として、グリースが用いられる場合が多い。グリース潤滑式の軸受では、風車の稼働によって生じた金属摩耗粉や劣化したグリースなどの汚れ成分がグリース中に増加することから、所定のタイミングでグリースの補給又は交換作業などのメンテナンスを行う必要がある。

ここで軸受に対してグリースの補給又は交換作業を実施する際には、まず汚れ成分を含む既存のグリースを排出し、その後、新たなグリースグリースを補給することが好ましい。そのためメンテナンス時には、軸受から既存の使用済みのグリースを排出するための洗浄作業が必要である。特許文献１及び特許文献２には、このような軸受におけるグリースの洗浄手法の一例が開示されている。これらの文献では、軸受が有するハウジングを部分的に取外し、軸受の内部にあるグリースを手作業にて大まかに除去する。その後、軸受に対して洗浄カバーを取り付けた状態で、洗浄カバーに設けられた穴を介してスプレー洗浄を行うことで、グリースの排出作業を行っている。このようなスプレー洗浄は、洗浄カバーに設けられた各穴に対して、約３分間行われる。

欧州特許公報第２９３７５６４号明細書 米国特許公報第２０１５／３７７２９４号明細書

上記特許文献１及び特許文献２では、スプレー洗浄作業を実施する前に、手作業によるグリース除去を行う必要がある。またスプレー洗浄作業においても、洗浄カバーに設けられた各穴に対して比較的長い時間にわたってスプレー作業を行う必要がある。そのため、グリース洗浄に要する時間や作業負担が大きい。また、このスプレー洗浄は片側からのみ実施される。

本発明の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、風車の主軸軸受のような大型軸受において内部に残存する汚れ成分を含むグリースを効率的に洗浄可能な軸受洗浄方法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軸受洗浄方法は上記課題を解決するために、
互いに相対的に回転可能な内輪及び外輪を備え、１０度以内の傾きを有する略水平方向に沿って延在する回転軸を回転可能に支持するグリース潤滑式の軸受の洗浄方法であって、
前記軸受に設けられた第１供給部から前記軸受の内部に第１洗浄剤を供給し、前記内輪及び前記外輪を相対的に回転させた後、前記軸受のうち前記第１供給部より下方側に設けられた排出部から前記第１洗浄剤及びグリースを含む第１混合物を排出する第１洗浄工程を備える。

上記（１）の方法によれば、グリース潤滑式の軸受に対して、第１供給部から軸受の内部に第１洗浄剤が供給される。この状態で軸受の内輪を回転させることで、軸受内部でグリースと第１洗浄剤とが混合され、第１混合物が形成される。その後、軸受の排出部から第１混合物を排出することで、汚れたグリースは第１洗浄剤とともに外部に取り出される。排出部は第１供給部より下方側に設けられるため、軸受内に存在する第１混合物が重力作用によってスムーズに排出される。このような手法を採用することで、軸受に使用されているグリースを効果的に洗浄でき、また大がかりなカバーなどの装置を装着する必要もなく作業負担を小さくすることができる。
尚、第１供給部は、例えば、通常のメンテナンスでグリースが給脂される場所を利用可能である。

（２）幾つかの実施形態では上記（１）の方法において、
前記第１洗浄工程を複数回繰り返す。

上記（２）の方法によれば、上述の第１洗浄工程を繰り返し実施することで、軸受の内部に存在するグリースを的確に外部に排出できる。

（３）幾つかの実施形態では上記（１）又は（２）の方法において、
前記第１洗浄工程では、前記軸受を第１供給部を除いてシールした状態で、吸引機を用いて前記第１混合物を吸引することにより前記第１混合物を排出する。

上記（３）の方法によれば、第１混合物を排出する際に吸引機を用いることで、負圧を利用して第１混合物の効率的な排出が可能となる。この際、第１供給部はシールされていないため吸引の空気の通り道として機能し、スムーズな吸引が可能となる。

（４）幾つかの実施形態では上記（３）の方法において、
前記吸引機は、フレキシブルチューブを介して前記排出部に接続される。

上記（４）の方法によれば、第１混合物を排出する際に用いられる吸引機が、排出部に対してフレキシブルチューブを介して接続される。そのため、限られた作業エリアにおいて、吸引機の位置を柔軟に変更することができる。

（５）幾つかの実施形態では上記（１）から（４）のいずれか一方法において、
前記第１洗浄工程の後、第２洗浄剤を前記軸受の側面に設けられた第２供給部から前記軸受の内部に吹き付け、前記排出部から前記第２洗浄剤と前記グリースとの第２混合物を排出する第２洗浄工程を更に備える。

上記（５）の方法によれば、第１洗浄工程で洗浄された軸受に対して、軸受の側面に設けられた第２供給部から第２洗浄剤が吹き付けられる。これにより、軸受の内部には第１洗浄工程とは異なる角度から第２洗浄剤が吹き付けられ、軸受の内部に残存するグリースをより効果的に排出することができ、また大がかりなカバーなどの装置を装着する必要もなく作業負担を小さくすることができる。また、このような第２供給部を軸受の両側面に設けると、両側から作業することができるので、より効果的である。

（６）幾つかの実施形態では上記（５）の方法において、
前記第２洗浄工程における前記第２洗浄剤の吹き付けは、前記第１洗浄工程における前記第１洗浄剤の供給より速い流速で行われる。

上記（６）の方法によれば、第２洗浄工程では、第１洗浄工程より速い流速で洗浄剤を供給することで、軸受の内部に残存するグリースをより効果的に排出することができる。尚、このように速い流速を有する洗浄剤は、例えば、スプレー機による噴射や、ポンプを用いた加圧、ノズルのような細い先端からの噴射によって実現できる。

（７）幾つかの実施形態では上記（５）又は（６）の方法において、
前記第２供給部は、前記内輪及び前記外輪の間に設けられたオイルシール部材を取り外すことで外部からアクセス可能な前記回転軸の周方向に沿って延在する隙間であり、
前記第２洗浄剤の吹き付けは、前記隙間の周方向に沿った少なくとも一つの位置に対して実施される。

上記（７）の方法によれば、第２洗浄工程では、オイルシール部材を取り外すことで軸受の内輪及び外輪の間に形成される隙間に対して第２洗浄剤の吹き付けが行われる。このような第２洗浄剤の吹き付けは、隙間に対して周方向に沿った任意の位置に対して実施されることで、軸受の内部に残存しているグリースを、より効果的に洗浄できる。

（８）幾つかの実施形態では上記（５）から（７）のいずれか一方法において、
前記第２洗浄工程では、吸引機を用いて前記第２混合物を吸引することにより前記第２混合物を排出する。

上記（８）の方法によれば、第２混合物を排出する際に吸引機を用いることで、負圧を利用して第２混合物の効率的な排出が可能となる。

（９）幾つかの実施形態では上記（８）の方法において、
前記吸引機は、フレキシブルチューブを介して前記排出部に接続することもできる。

上記（９）の方法によれば、第２混合物を排出する際に用いられる吸引機が、排出部に対してフレキシブルチューブを介して接続することもできる。そのため、限られた作業エリアにおいて、吸引機の位置を柔軟に変更することができる。

（１０）幾つかの実施形態では上記（１）から（９）のいずれか一方法において、
前記第１洗浄工程及び／又は前記第２洗浄工程では、前記排出部の下方側をフレキシブルカバーで導きながら、前記第１混合物及び／又は前記第２混合物を排出する。

上記（１０）の方法によれば、排出部の下方側をフレキシブルカバーで導くことで、排出部の下方側から排出される第１混合物及び／又は第２混合物が周囲に飛散することを防止できる。

（１１）幾つかの実施形態では上記（１０）の方法において、
前記フレキシブルカバーは、前記内輪及び前記外輪の間に設けられたオイルシール部材の固定用ボルトによって前記軸受の側面に取り付けられる。

上記（１１）の方法によれば、既存構成であるオイルシール部材の固定用ボルトを利用してフレキシブルカバーを取り付けられるため、構成の複雑化を抑制できる。

（１２）幾つかの実施形態では上記（１１）の方法において、
前記フレキシブルカバーは、前記軸受のうち前記軸受の中心部を通る水平ラインより下側に取り付けられる。

上記（１２）の方法によれば、軸受の下側半分においてオイルシール部材に沿ってフレキシブルカバーを取り付けることで、排出部の下方側から排出される第１混合物及び／又は第２混合物が周囲に飛散することを効率的に防止できる。

（１３）幾つかの実施形態では上記（１）から（１２）のいずれか一方法において、
前記第１洗浄剤及び／又は前記第２洗浄剤は前記グリースより基油の粘度が低い。

上記（１３）の方法によれば、粘度が低い第１洗浄剤及び／又は第２洗浄剤を既存のグリースに供給することで、既存のグリースを効果的に軟化できる。

（１４）幾つかの実施形態では上記（１）から（１３）のいずれか一方法において、
前記軸受は、単列円筒コロ軸受、複列円筒コロ軸受、単列円すいコロ軸受、複列円すいコロ軸受又は自動調心コロ軸受である。

上記（１４）の方法によれば、潤滑剤としてグリースが用いられる単列円筒コロ軸受、複列円筒コロ軸受、単列円すいコロ軸受、複列円すいコロ軸受又は自動調心コロ軸受を好適に洗浄できる。

（１５）幾つかの実施形態では上記（１）から（１４）のいずれか一方法において、
前記軸受は、前記回転軸として風車の主軸を回転可能に支持する主軸軸受である。

上記（１５）の方法によれば、風車の主軸を回転可能に支持するグリース潤滑式の主軸軸受を好適に洗浄できる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、風車の主軸軸受のような軸の直径が３００ｍｍを超える大型軸受において内部に残存する汚れ成分を含むグリースを効率的に洗浄可能な軸受洗浄方法を提供できる。

風力発電装置の全体構成図である。 図１の主軸軸受の軸方向に沿う概略的な縦断面図である。 本発明の少なくとも一実施形態に係る軸受洗浄方法を工程毎に示すフローチャートである。 図３の第１洗浄工程Ｓ１００を工程毎に示すフローチャートである。 図２のＢ領域に形成される第１供給部を模式的に示す拡大断面図である。 図２のＣ領域に形成される第１排出部及び第２排出部を模式的に示す拡大断面図である。 図４のステップＳ１０５及びＳ１０６における第１排出部からの第１混合物の排出・回収作業の一例を示す模式図である。 図３の第２洗浄工程Ｓ２００を工程毎に示すフローチャートである。 図２の主軸軸受に形成される第２供給部を模式的に示す拡大断面図である。 図９のＤ視図である。 図２の主軸軸受に対するフレキシブルカバーの設置例を示す縦断面図である。 図１１においてフレキシブルカバーをＥ方向から示す外観図である。

以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載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、特定的な記載がない限り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。

まず本発明の少なくとも一実施形態に係る軸受洗浄方法の実施対象について説明する。以下の説明では、実施対象である軸受を備える風車の一例として風力発電装置について述べる。ただし、本発明は潮流発電装置、海流発電装置、河流発電装置等の他の再生エネルギ型発電装置を含むグリース潤滑式の軸受を備える他の装置においても広く適用可能である。好適には、本発明は、設備から軸を切り放つ等して構造上容易に軸受を交換できない大型の転がり軸受を備える装置に適用できる。

図１は風力発電装置１の全体構成図である。風力発電装置１は、風車翼２及びハブ４で構成されるロータ３と、ロータ３のハブ４に連結される回転軸６と、電力を生成する発電機１６と、回転軸６の回転エネルギを所定の増速比で発電機１６に伝える増速機１０とを備える。ハブ４はスピナー５によって覆われている。

回転軸６は、洋上又は地上に立設されたタワー８上に設置されたナセル３０内において、軸受箱１９に収納された主軸軸受２０によってナセル３０に対して回転自在に支持される。軸受箱１９は、ナセル３０のナセル台板３０Ａによって支持される。
尚、ナセル３０はヨー軸受５０を介してタワー８上に旋回可能に設置されている。

図２は図１の主軸軸受２０の軸方向に沿う概略的な縦断面図である。主軸軸受２０は、略水平方向に沿って延在する回転軸である回転軸６を回転可能に支持する。ここで略水平方向とは、回転軸６の延在方向Ａが少なからず水平方向成分を有することを意味する。すなわち、回転軸６の延在方向Ａは完全な水平方向であってもよいし、水平面Ｈに対して傾斜してもよい。図２では、回転軸６の延在方向Ａが水平面Ｈに対して傾斜角度θを有する場合が示されており、この傾斜角度θは１０度以内である。

尚、以下に説明する軸受洗浄方法は、風力発電装置１の主軸軸受２０のように略水平状態にある回転軸６を回転可能に支持する軸受に対して広く適用可能であるが、回転軸６が非水平状態にある軸受であっても、当該軸受を回転させることで略水平状態に姿勢を調整することで、同様に、以下に示す軸受洗浄方法を適用できる。

回転軸６は、ハブ４側に径方向サイズが大きくなるように形成されたフランジ部６ａを有する。フランジ部６ａはハブ４の後方面に対してボルト７で固定されることにより、回転軸６がハブ４を含むロータ３に対して固定されている。

回転軸６を支持する主軸軸受２０は、互いに相対的に回転可能な内輪２０Ａと外輪２０Ｂとの間に転動体２０Ｃが保持された構成を有し、軸受箱１９（図１を参照）に収納されている。転動体２０Ｃは、内輪２０Ａ及び外輪２０Ｂとの間に形成された内部空間２１に収納されており、当該内部空間２１には潤滑用のグリース（不図示）が注入されている。内輪２０Ａは回転軸６に対して固定されるとともに、外輪２０Ｂは軸受箱１９に固定されることで、回転軸６はナセル３０側に固定された軸受箱１９に対して回転可能に支持される。

尚、主軸軸受２０は、転動体２０Ｃの形状によって、例えば単列円筒コロ軸受、複列円筒コロ軸受、単列円すいコロ軸受、複列円すいコロ軸受又は自動調心コロ軸受として形成される。

また主軸軸受２０のうち外輪２０Ｂには、主軸軸受２０の頂部において、内部空間２１と外部とを連通する第１連通路２２が形成されている。当該第１連通路２２は、通常時には、第１シール部材２３によって封止されており、必要に応じて第１シール部材２３を取り外すことで開放可能に構成されている。

また主軸軸受２０のうち外輪２０Ｂには、主軸軸受２０の頂部のうち第１連通路２２に隣接する位置において、内部空間２１と外部とを連通する第２連通路２４が形成されている。当該第２連通路２４は、通常時には、第２シール部材２５によって封止されており、必要に応じて第２シール部材２５を取り外すことで開放可能に構成されている。

また主軸軸受２０のうち外輪２０Ｂには、外輪２０Ｂのうち転動体２０Ｃの前後方向に至るまで延在する側面部において、内部空間２１と外部とを連通する第３連通路２６が形成されている。当該第３連通路２６は、回転軸６の周方向に沿ってリング状に形成され（すなわち内輪２０Ａ及び外輪２０Ｂ間の隙間として形成され）、主軸軸受２０の前後両側に一対設けられる。第３連通路２６は、通常時には、第３連通路２６の形状に対応するリング状に形成された第３シール部材２７によって封止されており、必要に応じて第３シール部材２７を取り外すことで開放可能に構成されている。尚、第３シール部材２７は、オイルシールとして主軸軸受２０の軸受箱１９から内部にあるグリースが外に漏れないように、軸受箱１９と回転軸６との間をシールする部材である。

また主軸軸受２０のうち外輪２０Ｂには、主軸軸受２０の下方側の側面において、内部空間２１と外部とを連通する第４連通路２８が形成されている。第４連通路２８は、主軸軸受２０の前後に一対設けられる。当該第４連通路２８は、通常時には、第４シール部材２９によって封止されており、必要に応じて第４シール部材２９を取り外すことで開放可能に構成されている。

また主軸軸受２０のうち外輪２０Ｂには、主軸軸受２０の底部において、内部空間２１と外部とを鉛直方向に沿って連通する第５連通路３５が形成されている。第５連通路３５は、通常時には、第５シール部材３４によって封止されており、必要に応じて第５シール部材３４を取り外すことで開放可能に構成されている。

続いて上記構成を有する主軸軸受２０に対して実施される軸受洗浄方法について説明する。図３は本発明の少なくとも一実施形態に係る軸受洗浄方法を工程毎に示すフローチャートである。軸受洗浄方法は、第１洗浄剤を用いて洗浄を行う第１洗浄工程Ｓ１００と、第２洗浄剤を用いて洗浄を行う第２洗浄工程Ｓ２００とを備える。第１洗浄工程Ｓ１００、第２洗浄工程Ｓ２００は、図３に示すように、順次実施されることによって、主軸軸受２０を多段階にわたって洗浄する。

尚、軸受洗浄方法を実施する際には、第２洗浄工程Ｓ２００の実施は任意でもよい。すなわち、第１洗浄工程Ｓ１００のみを実施し、第２洗浄工程Ｓ２００は実施しなくとも十分洗浄できる場合もある。また第１洗浄工程Ｓ１００を実施し、第２洗浄工程Ｓ２００を行わなくとも十分洗浄できる場合もある。このように一部の洗浄工程を省略した場合においても、すべての洗浄工程を実施した場合に比べて洗浄効果が少なからず低下するものの、良好な洗浄効果が得られる。

＜第１洗浄工程Ｓ１００＞
続いて第１洗浄工程Ｓ１００の具体的内容について説明する。図４は図３の第１洗浄工程Ｓ１００を工程毎に示すフローチャートである。

まず洗浄対象となる主軸軸受２０の温度を確認する（ステップＳ１０１）。主軸軸受２０の温度は、洗浄対象であるグリースのちょう度に影響を及ぼすパラメータであることから、グリースの洗浄のしやすさを把握する目安となる。例えば主軸軸受２０の温度が高いほどグリースのちょう度が低くなるため、洗浄がしやすくなり、逆に主軸軸受２０の温度が低いほどグリースのちょう度が高くなるため洗浄がしにくくなる。このような傾向を把握することにより、第１洗浄工程Ｓ１００において必要となる第１洗浄剤の量や作業時間を見積もることが可能となる。尚、ステップＳ１０１における温度の確認は、例えば、軸受箱１９（図１を参照）の任意の表面温度を計測することにより行える。

尚、ステップＳ１０１で確認された温度が低い場合には、暖機運転を行うことにより主軸軸受２０の温度を昇温させてもよい。これにより、主軸軸受２０におけるグリースのちょう度を予め低下させることができるため、グリースを洗浄するのに好適な状況を積極的に形成できる。
尚、このような主軸軸受２０の昇温に代えて、各洗浄工程に用いられる各洗浄剤の温度を昇温することにより、軸受箱１９の温度をより高くするようにしてもよい。

続いて主軸軸受２０に第１供給部３１を形成する（ステップＳ１０２）。第１供給部３１は、第１洗浄工程Ｓ１００において第１洗浄剤を供給するための構造である。図５は図２のＢ領域に形成される第１供給部３１を模式的に示す拡大断面図である。図５の例では、主軸軸受２０の頂部にある第１シール部材２３（図２を参照）を取り外すことで第１連通路２２を外部に対して開放することで、第１供給部３１が形成される。この第１供給部３１は、後述する第１排出部３３より上方側に設けられることにより、第１供給部３１から供給された第１洗浄剤は、重力によって主軸軸受２０の内部空間２１を介して下方側に設けられた第１排出部３３に至るようになっている。

尚、第１供給部３１は、開放された第１連通路２２から第１洗浄剤を供給した際に主軸軸受２０の内部空間２１に存在する空気の抜け道として機能するエアブリーザ通路３２を含んでもよい。本実施形態では、第１連通路２２に隣接して設けられた第２連通路２４から第２シール部材２５（図２を参照）を取り外すことで、エアブリーザ通路３２を形成している。これにより、第１連通路２２から第１洗浄剤を供給した際に、第２連通路２４から内部空間２１に存在する空気が外部に抜けることで、第１洗浄剤のスムーズな供給が可能となる。

続いて主軸軸受２０を構成する内輪２０Ａ及び外輪２０Ｂを相対的に回転させる（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０４で実施される回転動作は、例えば、風力発電装置１が有する風車翼のピッチ角度を制御することによって回転軸６を回転させることで行ってもよいし、風力発電装置１がロータターニング装置を備える場合にはロータターニング装置によって駆動されることで行ってもよい。また風力発電装置１がインバーター発電設備を持つ場合は、その電力で発電機１６を回転させることにより回転動作を実現してもよい。

尚、第１洗浄工程Ｓ１００においてステップＳ１０３及び続くＳ１０４を除く他のステップでは、作業者が主軸軸受２０の近傍に接近する可能性があるため内輪２０Ａ及び外輪２０Ｂが静止状態を保持するように制動・ロックされてもよい。

続いてステップＳ１０２で形成された第１供給部３１に対して第１洗浄剤を供給する（ステップＳ１０４）。第１洗浄剤は、主軸軸受２０に使用されるグリースに比べて基油の粘度が低い液体であり、例えば、低粘度を有する潤滑油である。第１洗浄剤の供給は、例えば、第１供給部３１に第１洗浄剤の供給源を接続することにより行われる。第１供給部３１に供給された第１洗浄剤は、第１連通路２２を介して主軸軸受２０の内部空間２１に行き渡る。

尚、ステップＳ１０３で第１洗浄剤を供給する際、後述の第１排出部３３は封止された状態にある。そのため、ステップＳ１０３で主軸軸受２０の内部空間２１に行き渡った第１洗浄剤は、外部に排出されることなく、主軸軸受２０の内部空間２１にとどまることとなる。

このときステップＳ１０３で説明したように、主軸軸受２０を構成する内輪２０Ａ及び外輪２０Ｂは相対的に回転した状態にあるため、第１供給部３１から供給された第１洗浄剤は、主軸軸受２０の内部に存在する使用済のグリースと好適に混合される。これによりグリースと第１洗浄剤との第１混合物が生成される。第１混合物は、主軸軸受２０の内部空間２１に存在するグリースが、基油の粘度が低い第１洗浄剤と混合されることで生成されるため、グリースよりちょう度が低くなる。このようにして、主軸軸受２０の内部空間２１に存在するグリースが第１洗浄剤によって軟化される。

続いて主軸軸受２０に排出部を形成する（ステップＳ１０５）。排出部は、第１洗浄工程Ｓ１００において内部空間２１に貯留されている第１混合物を外部に排出するための構造である。本実施形態では排出部として、第１排出部３３及び第２排出部５６が形成される。

図６は図２のＣ領域に形成される第１排出部３３及び第２排出部５６を模式的に示す拡大断面図である。第１排出部３３は、主軸軸受２０の底部にある第４シール部材２９（図２を参照）を取り外すことで第４連通路２８を外部に対して開放することで形成される。第２排出部５６は、軸受箱１９の底部にある第５シール部材３４（図２を参照）を取り外すことで第５連通路３５を外部に対して開放することで形成される。このように形成された第１排出部３３及び第２排出部５６は第１供給部３１より下方に位置するため、内部空間２１に貯留されているグリースと第１洗浄剤との第１混合物は、重力の作用によって、第１排出部３３及び第２排出部５６から外部に排出される。そして、第１排出部３３及び第２排出部５６から排出された第１混合物は、所定の容器に回収される（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０５及びＳ１０６では、排出部のうち第１排出部３３からの第１混合物の排出・回収を促進するために、吸引機の負圧を利用してもよい。図７は図４のステップＳ１０５及びＳ１０６における第１排出部３３からの第１混合物の排出・回収作業の一例を示す模式図である。図７では、第１排出部３３の出口に対して、フレキシブルチューブ４０を介して吸引機４１が接続される。フレキシブルチューブ４０は、柔軟な材料によって形成され、例えばビニルホースや蛇腹状配管等が用いられる。このようなフレキシブルチューブ４０は、第１排出部３３の出口に係合可能なプラグ４２を介して密に接続される。そして吸引機４１を駆動することで、主軸軸受２０の内部空間２１に対して負圧を作用させ、主軸軸受２０の内部空間２１に存在する第１混合物の排出を促進できる。このように排出された第１混合物はフレキシブルチューブ４０を通って、吸引機４１に内蔵された容器（不図示）に回収される。このようなフレキシブルチューブ４０は柔軟であるため、限られた作業エリアにおいて、吸引機４１の位置を柔軟に変更することができる。

尚、吸引機４１を駆動する際には、第１連通路２２以外の主軸軸受２０をシール状態にすることが好ましい。このシール状態は、例えば、吸引機４１がフレキシブルチューブ４０を介して接続される第１排出部３３が外部に連通する経路を封止することで実現される（例えばステップＳ１０２で開放状態にされた第２連通路２４を、第２シール部材２５で封止することにより実現される）。このように主軸軸受２０に対して第１連通路２２以外をシール状態にすることで、吸引機４１を駆動した際に、開放状態として残された第１連通路２２を介して空気流れを確保しながら第１排出部３３に対して負圧をより効果的に作用させ、第１混合物の排出を促進できる。

そして上述のステップＳ１０３〜Ｓ１０６は、必要に応じて繰り返される（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７における繰り返し回数は任意でよいが、例えば第１排出部３３から排出される第１混合物に含まれるグリースの量が十分少なくなる程度まで繰り返すとよい。このように第１洗浄工程Ｓ１００を繰り返すことで、主軸軸受２０の内部空間２１に存在するグリースを効果的に洗い出すことができる。

尚、第１洗浄工程Ｓ１００の各ステップを完了した後には、第１洗浄工程Ｓ１００で取り外された第１シール部材２３、第２シール部材２５及び第４シール部材２９は、必要に応じて元の位置に取り付けてもよい。ただし、第１洗浄工程Ｓ１００の後に実施する作業に応じて、これらのシール部材を取り外した方が効率的である場合には、これらのシール部材は取り外されたままでもよい。

このように第１洗浄工程Ｓ１００では、第１供給部３１から主軸軸受２０の内部空間２１に第１洗浄剤を供給して内輪２０Ａ及び外輪２０Ｂを回転させることにより、主軸軸受２０の内部空間２１でグリースを第１洗浄剤と混合することにより軟化する。そして、グリースと第１洗浄剤との第１混合物を排出することで、主軸軸受２０の内部空間２１に存在するグリースを効果的に洗い出すことができる。

＜第２洗浄工程Ｓ２００＞
続いて第２洗浄工程Ｓ２００の具体的内容について説明する。図８は図３の第２洗浄工程Ｓ２００を工程毎に示すフローチャートである。以下の説明では、第１洗浄工程Ｓ１００で脱着可能な各シール部材（第１シール部材２３、第２シール部材２５及び第４シール部材２９）が主軸軸受２０に全て取り付けられた初期状態にあることを前提として説明する。実際には、先に実施される第１洗浄工程Ｓ１００においてシール部材が取り外されている場合には、必要に応じて、これらのシール部材を取り付けた上で、以下の第２洗浄工程Ｓ２００が実施されてもよい。

まず主軸軸受２０に第２供給部５１を形成する（ステップＳ２０１）。第２供給部５１は、第２洗浄工程Ｓ２００において第２洗浄剤を供給するための構造である。図９は図２の主軸軸受２０に形成される第２供給部５１を模式的に示す拡大断面図であり、図１０は図９のＤ視図である。第２供給部５１は、主軸軸受２０の第３シール部材２７を取り外すことで、第３連通路２６を開放することにより形成される。図２に示すように、リング形状又は部分リング形状を有する第３シール部材２７は、軸受箱１９の外表面に回転軸６の周りに沿って周方向に配列する複数のボルト穴５４に対して固定用ボルト５５が挿入されることで押え板５７を介して固定されているため、ステップＳ２０１では、当該固定用ボルト５５をボルト穴５４から取り外し、押え板５７を取り外すことで、第３シール部材２７が取り外される。外部に開放される第３連通路２６は、上述したように、内輪２０Ａと外輪２０Ｂとの間における隙間として構成されており、外輪２０Ｂのうち転動体２０Ｃの前後方向に至るまで延在する側面部において、回転軸６の周方向に沿ってリング状又は部分リング状に空間が形成される。このような第３連通路２６は、外輪２０Ａの前後における側面部のそれぞれに設けられており（すなわち、前後一対設けられており）、それぞれ第３シール部材２７を取り外すことで開放される。ここで第３連通路２６は、外輪２０Ｂの側方面から内部空間２１に配置された転動体２０Ｃに向けて形成されているため、外部から第３連通路２６を覗いた際に、内部空間２１にある転動体２０Ｃが外部から直接視認可能となる位置にある。

続いて、後述する第２供給部５１の下方側を囲むようにフレキシブルカバー５３を設置する（ステップＳ２０２）。フレキシブルカバー５３を設置することにより、第１排出部２８及び第２排出部５６から排出される第２混合物の周囲への飛散を防ぐことができる。

尚、第１排出部２８及び第２排出部５６からの排出時に第２混合物が周囲へ飛散するおそれが少ない場合（例えば重力落下作用により排出物が良好に下方側に落下する場合）には、ステップＳ２０２におけるフレキシブルカバー５３の設置を省略してもよい。

図１１は図２の主軸軸受２０に対するフレキシブルカバー５３の設置例を示す縦断面図であり、図１２は図１１においてフレキシブルカバー５３をＥ方向から示す外観図である。軸受箱１９には、前述のリング状の第３シール部材２７を取り付けるための固定用ボルト５５が係合可能なボルト穴５４が回転軸６から放射状に周方向に沿って複数設けられる。このボルト穴５４は、通常時には、固定用ボルト５５によって第３シール部材２７が押え板５７を介して固定されているが、ステップＳ２０１において第２供給部５１を形成する際に第３シール部材２７が取り外されているため、ボルト穴５４には固定用ボルト５５が挿入されていない状態にある。ステップＳ２０２では、このようなボルト穴５４に沿ってフレキシブルカバー５３を固定用ボルト５５で固定することで、軸受箱１９によって支持される回転軸６の中心部より下方側に設置される。このようにボルト穴５４と固定用ボルト５５を利用することにより、主軸軸受２０の既存構成を利用してフレキシブルカバー５３の設置が可能となる。

続いて第２混合物を排出するための排出部を形成する（ステップＳ２０３）ステップＳ２０３では、前述の第１洗浄工程Ｓ１００と同様に、排出部として第１排出部２８及び第２排出部３３を形成する。図１１及び図１２の例では第２排出部５６として、軸受箱１９の底部にある第５シール部材３４を取り外すことで第５連通路３５を外部に対して開放することで、第２排出部５６が形成される。第２排出部５６は第２供給部５１より下方に位置する。そのため、第２供給部５１に第２洗浄剤が供給されると、第２洗浄剤は内部空間２１を通って第２排出部５６から外部に排出されるようになっている。

続いて第２供給部５１に対して第２洗浄剤を噴きつける（ステップＳ２０４）。第２洗浄剤は、第１洗浄剤と同じであってもよいし、異なってもよい。第２洗浄剤の噴きつけは、例えば、スプレー機による噴霧、ポンプを用いて第２洗浄剤を予め圧縮することによる供給、又は、ノズルを用いた供給によって実施される。このように第２洗浄工程Ｓ２００では、第１洗浄工程Ｓ１００とは異なる態様で第２洗浄剤を供給することで、内部空間２１にあるグリースを更に洗浄することができる。

また第２供給部５１を構成する第３連通路２６は周方向に沿ってリング状に延びるため、第２洗浄剤の供給は、当該第３連通路２６に対して周方向に沿った任意の箇所で実施することができる。例えば図１０の白抜き矢印で示すように複数箇所で実施されてもよい。このような第２洗浄剤の供給は、第３連通路２６に対して周方向に沿って連続的に実施されてもよい。第１洗浄工程Ｓ１００では、第１洗浄剤の供給は周方向の一箇所（頂部）に対してのみ行われていたが、第２洗浄工程Ｓ２００では、このように周方向に沿った任意の箇所で実施することができるため、第１洗浄工程Ｓ１００では洗浄し切れなかった混合物を更に洗い流すことができる。

また第２洗浄剤の吹き付けは、第１洗浄工程Ｓ１００における第１洗浄剤の供給に比べて速い流速で行われてもよい。このように内部空間２１に対して、より高圧な第２洗浄剤の供給を行うことで、第１洗浄工程Ｓ１００では洗浄し切れなかった混合物を更に洗い流すことができる。

また第２供給部５１では、前述したように、外輪２０Ｂの側方面から内部空間２１に配置された転動体２０Ｃに向けて形成されているため、外部から第３連通路２６を覗いた際に、内部空間２１にある転動体２０Ｃが外部から直接視認可能となる位置にある。そのため第２供給部５１で吹き付けられる第２洗浄剤は、内部空間２１に配置されている転動体２０Ｃに直接供給（衝突）される。そのため第２洗浄工程Ｓ２００では、第１洗浄工程Ｓ１００では洗浄し切れなかった混合物を更に洗い流すことができる。また吹き付けに用いられるデバイスが細い先端形状を有する場合には、当該先端を第３連通路２６を介して内部空間２１に挿入し、転動体２０Ｃ、及び、隣接する転動体２０Ｃ同士の隙間に向けて第２洗浄剤を吹き付けることで、洗浄性をより向上させることも可能である。

ステップＳ２０４で吹き付けられた第２洗浄剤は、第３連通路２６から内部空間２１を重力の作用により通過することにより、第１排出部２８、下方側の第２排出部５６、及び第３連通路の下方側から、グリースと第２洗浄剤とを含む第２混合物として、自動的に排出される。このように第１排出部２８及び第２排出部５６から排出される第２混合物は、所定の容器（不図示）に回収される（ステップＳ２０５）。ここで第１排出部２８、及び第３連通路の下方側は、前述したようにフレキシブルカバー５３によって導かれているため、第１排出部２８、及び第３連通路の下方側から排出される第２混合物は周囲に飛散することなく回収される。

尚、ステップＳ２０５では、排出部からの第２混合物の排出・回収を促進するために、負圧を利用してもよい。この場合、前述の第１洗浄工程Ｓ１００と同様に、図７に示すように、第２排出部５６として第４連通路２８を利用することができる。すなわち、第４連通路２８から第４シール部材２９を取り外すことで第４連通路２８を外部に対して開放し、当該開放された第４連通路２８に対してフレキシブルチューブ４０を介して吸引機４１が接続される。このようなフレキシブルチューブ４０は、第２排出部５６の出口に係合可能なプラグ４２を介して密に接続される。そして吸引機４１を駆動することで、主軸軸受２０の内部空間２１に対して負圧を作用させながら、第２供給部５１に対して第２洗浄剤を吹き付けることで、主軸軸受２０の内部空間２１を通った第２混合物の排出を促進できる。この場合、第２排出部５６から排出された第２混合物はフレキシブルチューブ４０を通って、吸引機４１に内蔵された容器（不図示）に回収される。

上述のステップＳ２０４〜Ｓ２０５は、必要に応じて繰り返される（ステップＳ２０６）。ステップＳ２０６における繰り返し回数は任意でよいが、例えば第１排出部２８、第２排出部５６、及び第３連通路の下方側から排出される第２混合物に含まれるグリースの量が十分少なくなる程度まで繰り返すとよい。このように第２洗浄工程Ｓ２００を繰り返すことで、主軸軸受２０の内部空間２１に存在するグリースを効果的に洗い出すことができる。

このように第２洗浄工程Ｓ２００では、第２供給部５１から主軸軸受２０の内部空間２１に第２洗浄剤を噴きつけることにより、主軸軸受２０の内部空間２１に存在するグリースを更に洗い出すことができる。

尚、上述の第２洗浄工程Ｓ２００では、リング状又は部分リングの第３シール部材２７が取りはずされることにより内部空間２１が外部に対して比較的広く露出するため、主軸軸受２０の内輪２０Ａ及び外輪２０Ｂはともに静止状態にあることが好ましい。このような静止状態は、例えば、不図示のロック機構、ブレーキ機構等によって実施されるとよい。

以上説明したように上述の実施形態によれば、第１洗浄工程では、軸受の内部に第１洗浄剤を供給して軸受の内輪及び外輪を回転させた後に排出することで、軸受に使用されているグリースを効果的に洗浄できる。更に第２洗浄工程では、第２洗浄剤が吹き付けられることにより、軸受の内部に残存するグリースを更に排出することができる。このようにして、風車の主軸軸受のような大型軸受において内部に残存する汚れ成分を含むグリースを効率的に洗浄することが可能となる。

本発明の少なくとも一実施形態は、グリース潤滑式の軸受を洗浄するための軸受洗浄方法に利用可能である。

１ 風力発電装置
２ ブレード
３ ロータ
４ ハブ
５ スピナー
６ 回転軸
８ タワー
１０ 増速機
１６ 発電機
１９ 軸受箱
２０ 主軸軸受
２０Ａ 内輪
２０Ｂ 外輪
２０Ｃ 転動体
２１ 内部空間
２２ 第１連通路
２３ 第１シール部材
２４ 第２連通路
２５ 第２シール部材
２６ 第３連通路
２７ 第３シール部材
２８ 第４連通路
２９ 第４シール部材
３０ ナセル
３１ 第１供給部
３２ エアブリーザ通路
３３ 第１排出部
３４ 第５シール部材
３５ 第５連通路
４０ フレキシブルチューブ
４１ 吸引機
４２ プラグ
５０ ヨー軸受
５１ 第２供給部
５３ フレキシブルカバー
５４ ボルト穴
５５ 固定用ボルト
５６ 第２排出部
５７ 押え板

Claims (15)

1. 互いに相対的に回転可能な内輪及び外輪を備え、１０度以内の傾きを有する略水平方向に沿って延在する回転軸として風車の主軸を回転可能に支持するグリース潤滑式の軸受の洗浄方法であって、
   前記軸受に設けられた第１供給部から前記軸受の内部に第１洗浄剤を供給し、前記風車が有する風車翼のピッチ角度の制御、又は、前記風車に設けられたロータターニング装置の駆動によって前記内輪及び前記外輪を相対的に回転させた後、前記軸受のうち前記第１供給部より下方側に設けられた排出部から前記第１洗浄剤及びグリースを含む第１混合物を排出する第１洗浄工程と、
   前記第１洗浄工程の後、第２洗浄剤を前記軸受の側面に設けられた第２供給部から前記軸受の内部に吹き付け、前記排出部、及び前記第２供給部の下方側から前記第２洗浄剤と前記グリースとの第２混合物を排出する第２洗浄工程と、
   を備える、軸受洗浄方法。
2. 前記第１洗浄工程を複数回繰り返す、請求項１に記載の軸受洗浄方法。
3. 前記第１洗浄工程では、前記軸受を前記第１供給部を除いてシールした状態で、吸引機を用いて前記第１混合物を吸引することにより前記第１混合物を排出する、請求項１又は２に記載の軸受洗浄方法。
4. 前記吸引機は、フレキシブルチューブを介して前記排出部に接続される、請求項３に記載の軸受洗浄方法。
5. 前記第２洗浄工程における前記第２洗浄剤の吹き付けは、前記第１洗浄工程における前記第１洗浄剤の供給より速い流速で行われる、請求項１から４のいずれか一項に記載の軸受洗浄方法。
6. 前記第２供給部は、前記内輪及び前記外輪の間に設けられたオイルシール部材を取り外すことで外部からアクセス可能な前記回転軸の周方向に沿って延在する隙間であり、
   前記第２洗浄剤の吹き付けは、前記隙間の周方向に沿った少なくとも一つの位置に対して実施される、請求項１から５のいずれか一項に記載の軸受洗浄方法。
7. 前記第２洗浄工程では、吸引機を用いて前記第２混合物を吸引することにより前記第２混合物を排出する、請求項１から６のいずれか一項に記載の軸受洗浄方法。
8. 前記吸引機は、フレキシブルチューブを介して前記排出部に接続される、請求項７に記載の軸受洗浄方法。
9. 前記第１洗浄工程及び／又は前記第２洗浄工程では、前記排出部の下方側をフレキシブルカバーで導きながら、前記第１混合物及び／又は前記第２混合物を排出する、請求項１から８のいずれか一項に記載の軸受洗浄方法。
10. 前記フレキシブルカバーは、前記内輪及び前記外輪の間に設けられたオイルシール部材の固定用ボルトによって前記軸受箱の側面に取り付けられる、請求項９に記載の軸受洗浄方法。
11. 前記フレキシブルカバーは、前記軸受のうち前記軸受の中心部を通る水平ラインより下側に取り付けられる、請求項１０に記載の軸受洗浄方法。
12. 前記第１洗浄剤及び／又は前記第２洗浄剤は前記グリースより基油の粘度が低い、請求項１から１１のいずれか一項に記載の軸受洗浄方法。
13. 前記軸受は、単列円筒コロ軸受、複列円筒コロ軸受、単列円すいコロ軸受、複列円すいコロ軸受又は自動調心コロ軸受である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の軸受洗浄方法。
14. 互いに相対的に回転可能な内輪及び外輪を備え、１０度以内の傾きを有する略水平方向に沿って延在する回転軸を回転可能に支持するグリース潤滑式の軸受の洗浄方法であって、
    前記軸受に設けられた第１供給部から前記軸受の内部に第１洗浄剤を供給し、前記内輪及び前記外輪を相対的に回転させた後、前記軸受のうち前記第１供給部より下方側に設けられた排出部から前記第１洗浄剤及びグリースを含む第１混合物を排出する第１洗浄工程と、
    前記第１洗浄工程の後、第２洗浄剤を前記軸受の側面に設けられた第２供給部から前記軸受の内部に吹き付け、前記排出部、及び前記第２供給部の下方側から前記第２洗浄剤と前記グリースとの第２混合物を排出する第２洗浄工程と、
    を備える、軸受洗浄方法。
15. 互いに相対的に回転可能な内輪及び外輪を備え、１０度以内の傾きを有する略水平方向に沿って延在する回転軸を回転可能に支持するグリース潤滑式の軸受の洗浄方法であって、
    前記軸受に設けられた第１供給部から前記軸受の内部に第１洗浄剤を供給し、前記内輪及び前記外輪を相対的に回転させた後、前記軸受のうち前記第１供給部より下方側に設けられた排出部から前記第１洗浄剤及びグリースを含む第１混合物を排出する第１洗浄工程を備え、
    前記第１洗浄工程では、前記排出部の下方側をフレキシブルカバーで導きながら、前記第１混合物を排出する、軸受洗浄方法。

Images