TW201831779A - 液壓裝置及風力發電裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題為提供可謀求保養性的提升並且可確保穩定的發電動作的液壓裝置及風力發電裝置。
本發明的一實施形態之液壓裝置50係具備:液壓泵22、液壓馬達31、液壓循環迴路40以及液壓補助迴路90。液壓泵係因應風車21的旋轉而發生液壓。液壓馬達係設置在自液壓泵隔離的位置,接受上述液壓而旋轉且將發電機32驅動。液壓循環迴路係使動作液在液壓泵與液壓馬達之間循環且具有第一液壓供給線41以及第二液壓供給線42。液壓補助迴路係連接至第二液壓供給線且具有:槽單元70,儲藏有因應風車的旋轉狀態而往液壓泵供給的動作液;以及充料單元80,往槽單元補充動作液。
Description
本發明係有關於使用於風力發電等的再生能源型發電的液壓裝置及具有該液壓裝置的風力發電裝置。
近年來,作為再生能源發電系統,風力發電的普及進展。例如於專利文獻1記載有一種風力發電裝置,具有:設置於地面的塔;裝設於塔的頂部的機艙;收容於機艙的發電機;以及在發電機的旋轉軸裝設的轉子;該風力發電裝置係藉由接受風而旋轉的轉子的旋轉力而將發電機驅動。
另一方面,已知在將轉子的旋轉動力向發電機傳達的動力傳達機構使用油壓迴路的發電系統。例如於專利文獻2揭示有一種風力發電裝置,具有:接受風而旋轉的轉子;將轉子的旋轉增速的油壓變速器;以及聯繫至電力系統的同步發電機;油壓變速器及同步發電機被收納於機艙或將其支撐的塔的內部。
(先前技術文獻)
(專利文獻)
專利文獻1:日本特開2016-15882號公報。
專利文獻2:日本特表2013-520596號公報。
然而,於以往的風力發電裝置中,由於在機艙收容有發電機,故發電機的檢查,修理,交換等的保養作業必須在高處進行,而有作業性不良的問題。另外,當將油壓迴路適用於將轉子的旋轉驅動力往發電機傳達的傳達機構時,存有在轉子的急速旋轉時等吸入液壓泵的動作液的量產生不足,且因此而使液壓泵引啟動作不良,而無法進行穩定的發電之疑慮。
有鑑於以上事情,本發明的目的係提供一種可謀求保養性的提升並且可確保穩定的發電動作的液壓裝置及風力發電裝置。
為了達成上述目的,本發明的一實施形態之液壓裝置係具有:液壓泵、液壓馬達、液壓循環迴路、以及液壓補助迴路。
上述液壓泵係因應轉子的旋轉而發生液壓。
上述液壓馬達係設置在自上述液壓泵隔離的位置,接受上述液壓而旋轉且將發電機驅動。
上述液壓循環迴路係用以使動作液在上述液壓泵與上述液壓馬達之間循環且具有第一液壓供給線以及第二液壓供給線,上述第一液壓供給線係將上述動作液從上述液壓泵往上述液壓馬達供給,上述第二液壓供給線係將上述動作液從上述液壓馬達往上述液壓泵供給。
上述液壓補助迴路係連接至上述第二液壓供給線且具有:槽單元,儲藏有因應上述轉子的旋轉狀態而往上述液壓泵供給的動作液;以及充料單元,往上述槽單元補充上述動作液。
於上述液壓裝置中,液壓泵及液壓馬達係設置在互相隔離的位置。如此,在如風力發電般地轉子設置於高處的發電裝置中,由於成為可將發電單元設置在地上等的低處,故可提升發電機等的保養作業性。
另外,上述液壓裝置係具有連接至第二液壓供給線的液壓補充迴路,故可抑制第二液壓供給線的壓力的降低。藉此,即使在轉子的急速旋轉時等亦可將液壓泵正常地驅動,而考確保穩定的發電動作。
上述槽單元亦可為具有:槽部,儲藏有動作液;出口閥,容許動作液的從上述槽部往上述第二液壓供給線的流動;以 及入口閥,容許動作液的從上述第二液壓供給線往上述槽部的流動,且具有較上述出口閥高的開閥壓。
藉此,可因應第二液壓供給線的壓力降低並且將適正量的動作液從槽部經由出口閥往第二液壓供給線迅速地導入,且更進一步地可將從充料單元送出的動作液經由第二液壓供給線及入口閥而對槽部適正地補充。
上述充料單元亦可為具有:泵部,用以往上述第二液壓供給線送出動作液;以及壓力控制閥,用以控制上述第二液壓供給線的壓力。
藉此,可實現防止第二液壓供給線的過剩的壓力上升並且亦可對槽部補充適正量的動作液。
上述充料單元亦可進一步具有儲藏有上述動作液的儲器。上述壓力控制閥亦可具有:第一狀態,將從上述液壓馬達排出的上述動作液往上述儲器排出;第二狀態,將從上述液壓馬達排出的上述動作液往上述第二液壓供給線送出;以及第三狀態,將上述第二液壓供給線內的上述動作液往上述儲器排出。
該情形中,上述液壓裝置亦可更進一步具有根據上述液壓供給迴路的壓力或上述發電機的輸出而將上述壓力控制閥於上述第一狀態至上述第三狀態之間選擇性地切換的控制器。
上述液壓泵及上述槽單元係設置在於地上所設置的塔的頂部;上述液壓馬達及上述充料單元係設置在地上。
藉此,構成可謀求保養性的提升並且亦可確保液壓泵的正常動作的風力。
上述液壓泵亦可為可變容量式的液壓泵;上述液壓馬達亦可為可變容量式的液壓馬達。
藉此,可以一定的旋轉數將發電機驅動,故穩定的發電動作成為可能。
本發明的一實施形態之風力發電裝置係具有:風車、發電機、液壓泵、液壓馬達、液壓循環迴路以及液壓補助迴路。
上述液壓泵係因應上述風車的旋轉而發生液壓。
上述液壓馬達係設置在自上述液壓泵隔離的位置,接受上述液壓而旋轉且將上述發電機驅動。
上述液壓循環迴路係用以使動作液在上述液壓泵與上述液壓馬達之間循環且具有第一液壓供給線以及第二液壓供給線,上述第一液壓供給線係將上述動作液從上述液壓泵往上述液壓馬達供給,上述第二液壓供給線係將上述動作液從上述液壓馬達往上述液壓泵供給。
上述液壓補助迴路係連接至上述第二液壓供給線且具有:槽單元,儲藏有因應上述風車的旋轉狀態而往上述液壓泵供給的上述動作液;以及充料單元,往上述槽單元補充上 述動作液。
1‧‧‧風力發電裝置
10‧‧‧塔
20‧‧‧驅動單元
21‧‧‧風車
22‧‧‧液壓泵
87‧‧‧迂迴路
88‧‧‧流量控制閥
90‧‧‧液壓補助迴路
100‧‧‧風力發電裝置
110‧‧‧塔
23‧‧‧齒輪機構
30‧‧‧發電單元
31‧‧‧液壓馬達
32‧‧‧發電機
40‧‧‧液壓循環迴路
41‧‧‧第一液壓供給線
42‧‧‧第二液壓供給線
43‧‧‧旁路線
44‧‧‧止回閥
45‧‧‧壓力感測器
50‧‧‧驅動迴路
60‧‧‧控制器
70‧‧‧槽單元
71‧‧‧槽部
72‧‧‧出口閥
73‧‧‧入口閥
80‧‧‧充料單元
81‧‧‧泵部
82‧‧‧壓力控制閥
83‧‧‧儲器
84‧‧‧第一止回閥
121‧‧‧機艙
201‧‧‧機艙
211‧‧‧轂
212‧‧‧葉片(翼)
21a‧‧‧旋轉軸
43v‧‧‧釋放閥
45A‧‧‧壓力感測器
73s‧‧‧賦勢彈簧
88a‧‧‧可變節流閥
88b‧‧‧止回閥
A‧‧‧位置
B‧‧‧位置
C‧‧‧位置
F1‧‧‧合流點
F2‧‧‧分岐點
F3‧‧‧合流點
H‧‧‧地面
SL1‧‧‧螺線管部
SL2‧‧‧螺線管部
SP1‧‧‧彈簧
SP2‧‧‧彈簧
85‧‧‧釋放閥
86‧‧‧第二止回閥
ST11至ST17‧‧‧步驟
圖1為顯示本發明的一實施形態之風力發電裝置之構成的概略側視圖。
圖2為顯示上述風力發電裝置之驅動迴路的配管構成圖。
圖3為說明上述驅動迴路中的壓力控制閥之構成及動作的要部之概略迴路圖。
圖4為顯示上述風力發電裝置之一控制例的流程圖。
圖5為說明上述風力發電裝置之一作用的時序圖。
圖6為將上述風力發電裝置與比較例之風力發電裝置比較所示的概略側視圖。
以下,參照圖式並說明本發明的實施形態。
<第一實施形態>
(全體構成)
圖1為顯示本發明之一實施形態的作為再生能源型發電裝置的風力發電裝置之構成的概略側視圖,圖2為顯示該風力發電裝置之驅動迴路(液壓裝置)50的配管構成圖。
本實施形態的風力發電裝置1係具有:設置於塔10 的頂部的驅動單元20;發電單元30;以及液壓循環迴路40。風力發電裝置1的發電量(輸出)並無特別限制,例如為數十kW級。
塔10係將含有風車21(轉子)的驅動單元20予以支撐。塔10雖設置於地上,但其地面H可為平地面亦可為傾斜面。另外,風力發電裝置1亦可設置於海洋上,該情形中,地面H可為將塔10予以支撐的基座部的表面亦可為海面。塔10的離地面H的高度並無特別限制,例如為數十公尺至一百數十公尺。
驅動單元20係具有:接受上空的風而旋轉的風車21;以及因應風車21的旋轉而發生液壓的液壓泵22。風車21係由旋轉軸相對於風向平行地設置的平行軸(水平軸)型的風車所構成,具有:轂(hub)211;以及裝設於轂211的周圍的複數個葉片(翼)212。液壓泵22係被收容於設置在塔10的頂部的機艙201的內部。機艙201係具有將風車21可旋轉地支撐且將其旋轉動力向液壓泵22傳達的動力傳達機構等。
發電單元30係具有:接受在液壓泵22中發生的液壓而旋轉的液壓馬達31;以及藉由液壓馬達31的旋轉而被驅動的發電機32。發電單元30係設置於地上,典型係設置在地面H。發電單元30亦可配置在設置於地面H的支撐 台(圖示省略)之上。重點在於,發電單元30可為較驅動單元20低的位置。藉此,與發電機32設置在塔10的頂部的情形比較,可更提升發電機32的保養性。
液壓循環迴路40係包含使動作液在驅動單元20(液壓泵22)與發電單元30(液壓馬達31)之間循環的配管、以及閥、泵、動作液儲器(reservoir)等的油壓機器。液壓循環迴路40係典型而言設置於塔10的內部。
如圖2所示,驅動迴路50係由:液壓泵22、液壓馬達31、液壓循環迴路40、以及液壓補助迴路90等所構成。以下,針對驅動迴路50的詳細進行說明。
(驅動迴路)
驅動迴路50係構成將風車21的旋轉動力向發電機32傳達的動力傳達機構。風力發電裝置1係具有控制驅動迴路50的控制器60。控制器60的典型係由包含CPU(Central Processing Unit;中央處理器)、記憶體等的電腦所構成,例如設置在發電單元30、塔10的內部或其附近。
液壓泵22係由接受風車21的旋轉力而發生液壓的旋轉型的油壓泵所構成。於本實施形態中,液壓泵22係由可因應來自控制器60的指令而控制排出量的油壓泵所構成,例如,可採用斜板型軸向柱塞泵。
液壓泵22係經由齒輪機構23而連接於風車21的旋轉軸21a。齒輪機構23的典型係由增速齒輪所構成,但不限於此,亦可由減速齒輪所構成。另外,亦可因應需要省略齒輪機構23。
液壓馬達31係由接受從液壓泵22供給的動作液(動作油)的液壓而將旋轉動力輸出至發電機32的油壓馬達所構成。液壓馬達31的構成並無特別限制,本實施形態中,係採用斜板型軸向柱塞馬達。液壓馬達31係構成為可因應來自控制器60的指令而控制旋轉數。
發電機32的典型係由旋轉電機所構成。以發電機32發電的電力可經由送電線(未圖示)而送往預定的場所,亦可另外設置將由發電機32所發電的電力儲藏的蓄電池(未圖示)。
液壓循環迴路40係具有:第一液壓供給線41以及第二液壓供給線42。第一液壓供給線41係連接於液壓泵22的排出口與液壓馬達31的吸入口之間,從液壓泵22向液壓馬達31供給動作液(液壓)。第二液壓供給線42係連接於液壓馬達31的排出口與液壓泵22的吸入口之間,從液壓馬達31向液壓泵22供給動作液(液壓)。
另外,在第一液壓供給線41與第二液壓供給線42之間,包含有釋放閥43v的旁路線(bypass line)43係相對於液壓馬達31並聯地連接。釋放閥43v係以當第一液壓供給線41的液壓成為預定以上時則開放的方式構成。另外,於液壓馬達31的吸入口與排出口之間,當液壓馬達31的排出側的壓力成為預定以上時則會開閥的止回閥44係相對於液壓馬達31並聯地連接。藉此,可將液壓泵22及液壓馬達31從過負載中予以保護。
於第一液壓供給線41連接有壓力感測器45,經由該壓力感測器45,第一液壓供給線41的液壓在控制器60被監視。控制器60係根據壓力感測器45的輸出而將液壓泵22的排出壓及液壓馬達31的旋轉量之中的至少一個調整,以使發電機32的發電量成為一定的方式控制驅動迴路50。另外,雖未圖示,但亦可構成為於液壓泵22及液壓馬達31設置將該些之運轉狀態或旋轉狀態檢測的感測器,將該等感測器的輸出供給至控制器60。
亦可代替壓力感測器45或更附加地亦可使壓力感測器45A連接於第二液壓供給線42。即使於該情形中,第二液壓供給線42的液壓經由壓力感測器45A而被控制器60所監視。藉由於第二液壓供給線42設置壓力感測器45A,而成為可直接地判定在風車21的急速旋轉時等的液壓泵22的背壓的降低。
(液壓補助迴路)
液壓補助迴路90係連接於第二液壓供給線42。液壓補助迴路90係具有:槽單元70,儲藏有因應風車21的旋轉狀態而往液壓泵22供給的動作液;以及充料單元80,用以往槽單元70補充動作液。
槽單元70的典型係收容於塔頂部的機艙201(圖1),設置於驅動單元20的附近。槽單元70係具有:槽部71、出口閥72、以及入口閥73。
槽部71係由可儲藏動作液的預定容積的儲器槽所構成。槽部71的典型係配置在大氣壓空間,經常儲藏有預定以上量的動作液。槽部71亦可更進一步具有檢測動作液的量的液面檢測機構(圖式中省略)。液面檢測機構的構成並未被特別限定,例如為含有:追隨動作液之液面的高度的浮子(float);設置在浮子之底部的永久磁鐵;以及設置在槽部71之底部的簧式開關(reed switch)等。液面檢測機構的輸出係往控制器60發送。
出口閥72係由連接於槽部71與第二液壓供給線42之間且容許從槽部71往第二液壓供給線42的動作液之流動的止回閥所構成。入口閥73係由與出口閥72並聯地連接於槽部71與第二液壓供給線42之間且容許從第二液壓供 給線42往槽部71的動作液之流動的止回閥所構成。入口閥73係內藏有賦勢彈簧73s且設定為較出口閥72高的開閥壓。
出口閥72的開閥壓係設定為大氣壓以上,本實施形態中係以較第一壓力P1低若干的預定壓力P0開閥的方式所構成。第一壓力P1為在風車21的穩態旋轉時可確保液壓泵22的穩定動作的壓力,壓力P0相當於可確保液壓泵22之正常動作的最小限的壓力。相對於此,入口閥73於本實施形態中以較第一壓力P1高的第二壓力P2開閥的方式所構成。
充料單元80的典型係設置在地上,例如係配置在發電單元30的內部。充料單元80係具有在風車21的旋轉時將第二液壓供給線42的液壓維持在上述第一壓力P1以上的壓力而確保液壓泵22的圓滑動作的功能。
充料單元80係具有:往第二液壓供給線42送出動作液的泵部81以及控制第二液壓供給線42的壓力的壓力控制閥82。
泵部81係將在儲器83所儲藏的動作液經由第一止回閥84而往第二液壓供給線42送出。泵部81係由旋轉型的液壓泵所構成,藉由來自控制器60的指令而被驅動控制。 於本實施形態中,泵部81係如後所述地於風力發電裝置1的運作中經常被驅動。
第一止回閥84係容許動作液的從泵部81往第二液壓供給線42的流動,禁止往其反方向的流動。第一止回閥84係構成為藉由泵部81的排出壓與第二液壓供給線42之間的壓力差而開閥。另外,構成為在第二液壓供給線42的壓力為較上述第二壓力P2大的第三壓力P3時,則泵部81的排出液將經由釋放閥85而往儲器83回流。
從泵部81往第二液壓供給線42送出的動作液係往液壓泵22及槽單元70供給,並且藉由第二止回閥86而使往液壓馬達31的排出側的逆流被阻止。第二止回閥86係設在從泵部31送出的動作液與第二液壓供給線42合流的合流點F1與液壓馬達31的排出口之間,且只容許從液壓馬達31往液壓泵22的動作液之流動。
壓力控制閥82係設在連接於第二液壓供給線42的迂迴路87。迂迴路87係在設於液壓馬達31的排出口與第二止回閥86之間的分岐點F2從第二液壓供給線42分岐,且在設於分岐點F2與第二止回閥86之間的合流點F3與第二液壓供給線42合流。壓力控制閥82係構成為接受來自控制器60的控制指令而切換迂迴路87的流路,藉此可將第二液壓供給線42増壓或減壓。
在迂迴路87係進一步設有流量控制閥88。流量控制閥88係配置在分岐點F2與壓力控制閥82之間,控制從液壓馬達31往壓力控制閥82供給的動作液之流量。流量控制閥88的構成並無特別限定,在本實施形態中係由可變節流閥88a與僅容許動作液從壓力控制閥82側往分岐點F2側的流動的止回閥88b的並聯迴路所構成。
圖3中的(A)至(C)係說明壓力控制閥82的構成及動作的要部的概略迴路圖。
壓力控制閥82係由具有:A位置、B位置、C位置的三埠三位置電磁切換閥所構成。壓力控制閥82係具有螺線管部SL1、SL2及彈簧SP1、SP2。壓力控制閥82係藉由對螺線管部SL1的勵磁指令而被切換至B位置,當該勵磁指令消失時則因彈簧SP2的賦勢力而往A位置回歸。另外,壓力控制閥82係藉由對螺線管部SL2的勵磁指令而被切換至C位置,當該勵磁指令消失時則因彈簧SP1的賦勢力而往A位置回歸。
如圖3中的(A)所示,壓力控制閥82係在A位置藉由將迂迴路87往儲器83連通,而將從液壓馬達31排出的動作液往儲器83排出(第一狀態)。另外,如圖3中的(B)所示,壓力控制閥82係在B位置藉由使迂迴路87與第二液壓供 給線42連通,而將從液壓馬達31排出的動作液經由第二液壓供給線42而往液壓泵22、槽單元70供給(第二狀態)。然後,如圖3中的(C)所示,壓力控制閥82係在C位置藉由將迂迴路87遮斷並且將第二液壓供給線42的動作液往儲器83排出,而將第二液壓供給線42的壓力降低(第三狀態)。
壓力控制閥82的切換控制係根據液壓泵22的驅動狀態、液壓馬達31和發電機32的旋轉狀態、液壓循環迴路40(第一液壓供給線41、第二液壓供給線42)的迴路壓以及來自槽單元70的輸出(液面檢測信號)等而藉由控制器60執行。
(風力發電裝置的動作)
其次,針對如以上所述地構成的風力發電裝置1的典型的動作進行說明。
圖4為由控制器60所執行的處理流程之一例,圖5為表示第二液壓供給線42及槽部71內的動作液量之時間變化與壓力控制閥82的切換位置間之關係的時序圖。
風力發電裝置1的驅動開始時,控制器60係使充料泵81啟動並且將壓力控制閥82往A位置切換(步驟11、步驟12)。
如上所述,液壓泵22係設置在塔10的頂部,相對於此,液壓馬達31係設置在地上(地面H)。因此,存有就藉由液壓泵22與液壓馬達31之間的相當於塔10的高度之高低差而從液壓馬達31排出的動作液之壓力而言,無法往液壓泵22充分地供給用以確保液壓泵22的正常驅動所需的動作液(背壓)的情形。
在此,本實施形態中,藉由風力發電裝置1的運作中係經常將充料單元80的泵部81驅動,而將第二液壓供給線42維持在可確保液壓泵22的適正動作的壓力(第一壓力P1)以上的壓力。藉此,成為可在液壓泵22發生因應風車21的旋轉量的液壓。
另一方面,由於壓力控制閥82在A位置,故從液壓馬達31排出的動作液經由迂迴路87而往儲器83排出(參照圖3中的(A))。因此,第二液壓供給線42係藉由泵部81而從大氣壓P0被升壓至第一壓力P1(參照圖5中的時間t0至t1)。
若風車21接受風而旋轉,則其旋轉動力將經由齒輪機構23而往液壓泵22傳達。液壓泵22係發生因應於風車21的旋轉的液壓,經由第一液壓供給線41而將該液壓往液壓馬達31傳達。液壓馬達31係接受來自液壓泵22的液 壓而旋轉,驅動發電機32。從液壓馬達31排出的動作液係經由迂迴路87、泵部81及第二液壓供給線42而往液壓泵22回流。
控制器60係根據壓力感測器45的輸出而經常監視第一液壓供給線41的液壓,以使壓力感測器45的輸出成為一定的預定值的方式控制液壓泵22的排出量或液壓馬達31的旋轉數。藉此,可以於發電機32以一定的發電量穩定地發生電力(參照圖5中的時間t1至t2參照)。
在此,在風量急速變強等而使風車21的旋轉急速增加時,有第二液壓供給線42的液壓降低至低於第一壓力P1的情形。若第二液壓供給線42的液壓較第一壓力P1更降低為至預定壓力P0,則槽單元70的出口閥72開閥,且動作液從槽部71往第二液壓供給線42補充。藉此,由於可以抑制第二液壓供給線42的過度的液壓降低,故可以維持液壓泵22的正常動作(參照圖5中的時間t2至t3)。
另一方面,動作液的從槽部71往第二液壓供給線42的補充繼續一定時間,而使槽部71內的動作液的剩餘量降低預定位準以上時,則設置於槽部71的液面檢測機構的開關動作,其輸出往控制器60輸出。控制器60若接收到上述開關的輸出,則將壓力控制閥82從A位置往B位置切換(步驟13、步驟14)。藉此,從液壓馬達31排出的動作液 之全量將導入第二液壓供給線42,第二液壓供給線42的液壓上升(參照圖3中的(B)、圖5中的時間t3至t4)。另外,若第二液壓供給線42的液壓到達第二壓力P2,則槽單元70的入口閥73開閥,動作液被補給至槽部71(參照圖5中的時間t4至t5)。藉此,成為可以一邊確保液壓泵22的穩定動作一邊往槽部71補給動作液。
若在風車21的急速旋轉緩和而至穩態旋轉且風車21的旋轉數降低後亦繼續上述控制,則第二液壓供給線42的液壓進一步上升。例如,若第二液壓供給線42的液壓到達較第二壓力高的第三壓力,則隨著液壓泵22的背壓的上升,液壓泵22的排出壓(排出量)増加,藉此液壓馬達31及發電機32的旋轉數上升。在此,控制器60在檢測到發電機32的預定以上之過度的旋轉時,將壓力控制閥82從B位置往C位置切換(步驟15、步驟16)。藉此,第二液壓供給線42係與儲器83連通,第二液壓供給線42的液壓降低(參照圖3中的(C)、圖5中的時間t5至t6)。當第二液壓供給線42的液壓成為第二壓力P2以下,則槽單元70的入口閥73關閉,藉此往槽部71的動作液的補給停止。
隨著第二液壓供給線42的液壓降低,液壓泵22的排出壓(排出量)也降低,藉此液壓馬達31及發電機32從過旋轉狀態被釋放。控制器60若檢測到已回歸到發電機32的穩態的正常旋轉數,則將壓力控制閥82從C位置往A 位置切換(步驟17、步驟12)。藉此,第二液壓供給線42再度被維持在第一壓力P1(參照圖5中的時間t6以後)。以後,執行與上述同樣的控制。
如以上所述,依據本實施形態,由於具有包含了槽單元70與充料單元80的液壓補充迴路90,故在風車21的急速旋轉時等亦可將液壓泵22正常地驅動,而可確保穩定的發電動作。
另外,以上的實施形態中,由於槽單元70係與驅動單元20同樣地設置在塔10的頂部,故成為在風車21的急速旋轉時可往液壓泵20迅速地補充動作液,而可確保驅動泵22的適正的動作。另外,由於可使往槽部71的動作液的充填因應液壓循環迴路40內的壓力而自動地進行,故可以成為不需要用以補給動作液的保養作業。
此外,於以上說明中,雖採用因應槽部71內的動作液的液面檢測機構的輸出或發電機32的旋轉狀態等而進行壓力控制閥82的切換控制的方式,但當然不限於此,亦可採用根據液壓泵22的旋轉數或壓力感測器45、45A的輸出等而進行壓力控制閥82的切換控制的方式。例如,藉由壓力感測器45A而監視第二液壓供給線42的液壓,判定該壓力是否達到預定的值(P0、P1、P3等),因應其判定結果而將壓力控制閥82切換至最適合的位置。
更進一步地,本實施形態的風力發電裝置1中,發電機32並非設置在塔10的頂部等的高處,而是設置在較其低的場所(地面H等的地上)。因此,可謀求設置在塔10的頂部的驅動單元20的小型化、輕量化,而可實現裝置的小型化。
圖6中的(A)係於機艙121收納有發電機G的比較例之風力發電裝置100的概略側視圖,圖6中的(B)為將本實施形態之風力發電裝置1與前述風力發電裝置100比較所示的概略側視圖。
比較例之風力發電裝置100係將發電機G收容於在塔110的頂部所設置的機艙121的內部,故機艙121大型化且重量大且其重量大,如此,為了提高將機艙121予以支撐的塔110的剛性而必須大徑化。相對於此,如圖6中的(B)所示,依據本實施形態的風力發電裝置1,由於發電機G被收容在地上的發電單元30,故可使機艙201小型化、輕量化,如此,亦可降低將機艙201予以支撐的塔10所需要的剛性。結果,可謀求塔10的小徑化。此外,依據本實施形態,由於發電機G設置在地上,故不需要在高處的作業,如此,可提升發電機G的檢查或修理、交換等的保養作業性。
以上,雖說明了本發明的實施形態,但本發明不被限定於上述實施形態而可施加各種變更,自不待言。
例如,於以上的實施形態中,風車21雖以水平型構成,但不限於此,亦可以旋轉軸相對於風向直交的垂直型的風車構成。
另外,於以上的實施形態中,雖作為再生能源型發電裝置而以風力發電裝置舉例說明,但不限於此,亦可將本發明適用於在海洋、河川、湖沼等的水面設置轉子的波力發電或潮汐發電、水力發電等。尤其,依據本發明,即使在轉子與發電機設置在互相離開的位置的情形中,亦可如上述地藉由液壓補助迴路而防止液壓泵的動作不良,故可以確保穩定的發電動作。另外,由於可將發電機設置在任意的位置,故不僅可提升保養性,亦可謀求提升發電系統的設計自由度。
Claims (8)
- 一種液壓裝置,具有:液壓泵,因應轉子的旋轉而發生液壓;液壓馬達,係設置在自前述液壓泵隔離的位置,接受前述液壓而旋轉且將發電機驅動;液壓循環迴路,用以使動作液在前述液壓泵與前述液壓馬達之間循環且具有第一液壓供給線以及第二液壓供給線,前述第一液壓供給線係將前述動作液從前述液壓泵往前述液壓馬達供給,前述第二液壓供給線係將前述動作液從前述液壓馬達往前述液壓泵供給;以及液壓補助迴路,係連接至前述第二液壓供給線且具有:槽單元,儲藏有因應前述轉子的旋轉狀態而往前述液壓泵供給的前述動作液;以及充料單元,往前述槽單元補充前述動作液。
- 如請求項1所記載的液壓裝置,其中前述槽單元係具有:槽部,儲藏有前述動作液;出口閥,容許前述動作液的從前述槽部往前述第二液壓供給線的流動;以及入口閥,容許前述動作液的從前述第二液壓供給線往前述槽部的流動,且具有較前述出口閥高的開閥壓。
- 如請求項2所記載的液壓裝置,其中前述充料單元係具有:泵部,用以往前述第二液壓供給線送出前述動作液;以及壓力控制閥,用以控制前述第二液壓供給線的壓力。
- 如請求項3所記載的液壓裝置,其中前述充料單元係進一步具有儲藏有前述動作液的儲器;前述壓力控制閥係具有:第一狀態,將從前述液壓馬達排出的前述動作液往前述儲器排出;第二狀態,將從前述液壓馬達排出的前述動作液往前述第二液壓供給線送出;以及第三狀態,將前述第二液壓供給線內的前述動作液往前述儲器排出。
- 如請求項4所記載的液壓裝置,其中更進一步具有根據前述液壓供給迴路的壓力或前述發電機的輸出而將前述壓力控制閥於前述第一狀態至前述第三狀態之間選擇性地切換的控制器。
- 如請求項1至5中任一項所記載的液壓裝置,其中,前述液壓泵及前述槽單元係設置在於地上所設置的塔的頂部;前述液壓馬達及前述充料單元係設置在地上。
- 如請求項1至5中任一項所記載的液壓裝置,其中,前述液壓泵係可變容量式的液壓泵;前述液壓馬達係可變容量式的液壓馬達。
- 一種風力發電裝置,具有:風車;發電機;液壓泵,因應前述風車的旋轉而發生液壓; 液壓馬達,係設置在自前述液壓泵隔離的位置,接受前述液壓而旋轉且將前述發電機驅動;液壓循環迴路,用以使動作液在前述液壓泵與前述液壓馬達之間循環且具有第一液壓供給線以及第二液壓供給線,前述第一液壓供給線係將前述動作液從前述液壓泵往前述液壓馬達供給,前述第二液壓供給線係將前述動作液從前述液壓馬達往前述液壓泵供給;以及液壓補助迴路,係連接至前述第二液壓供給線且具有:槽單元,儲藏有因應前述風車的旋轉狀態而往前述液壓泵供給的前述動作液;以及充料單元,往前述槽單元補充前述動作液。
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