JP2006336548A - Windmill - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、風車のブレードをピッチ旋回させるための旋回ベアリングギアとその旋回ベアリングを駆動するためのアクチュエータのピニオンとに塗布されるグリースの自動給脂に関する。 The present invention relates to automatic lubrication of grease applied to a slewing bearing gear for pitch-turning a blade of a windmill and an actuator pinion for driving the slewing bearing.
風車を効率よく回転させたり、止めたりするためには、ブレードのピッチ角を可変することが有効であり、これには可変ピッチ式の風車が利用されている。
可変ピッチ式の風車の一つの構造として、ブレードの付け根が旋回ベアリングを介してハブに固定されており、旋回ベアリングに付設された旋回ベアリングギアにモータ側のピニオンを噛み合わせて駆動する構造が利用されている。
このようなブレードのピッチ可変機構には、ギア動作の円滑性、耐磨耗性等を保持するためにグリースが塗布されている。
従来は、風車の初期組立ての時にグリースを人手により塗布し、その後はメンテナンス時など状況に応じてグリースを補給していたが、自動給脂装置を採用することよにより、作業負担を軽減し可動部分を良好な保脂状態に維持することができる。
特許文献１には、衛星アンテナの角度を調整するためのセクタ歯車の自動給脂装置が記載されている。かかるセクタ歯車の自動給脂装置においては、セクタ歯車のピニオンとの噛み合い位置に設けられた穴と、アンテナを支持しセクタ歯車が取り付けられているセクタ枠に設けされた穴とによってセクタ枠内からセクタ歯車の歯底までを貫通させ、セクタ枠内に設置された自動給油器から延びる給脂用の配管を前記穴に通した構造により、グリースをピニオンの歯先に落下させて、セクタ歯車とピニオンとの噛み合い部にグリースを供給する。
かかる自動給脂装置にあっては、ブラシ、刷毛等の塗布用部材をギアに接触させることなく非接触で給脂することができるため、給脂用の部材を接触により損傷、消耗することなく長期間給脂が行える。
As a structure of variable-pitch wind turbines, the base of the blade is fixed to the hub via a slewing bearing, and the motor side pinion is engaged with the slewing bearing gear attached to the slewing bearing and driven. Has been.
Grease is applied to such a pitch variable mechanism of the blade in order to maintain smoothness of gear operation, wear resistance, and the like.
Conventionally, grease was manually applied at the initial assembly of the wind turbine, and then grease was replenished according to the situation such as during maintenance. However, by adopting an automatic greasing device, the work load is reduced and movable. The part can be maintained in a good greasing state.
In such an automatic greasing device, the application member such as a brush or a brush can be lubricated without contact with the gear, so that the greasing member is not damaged or consumed due to contact. Can be lubricated for a long time.
しかし、上記特許文献１記載の自動給脂装置にあっては、給脂用の穴はセクタ歯車に設けられているため、ピニオン及びセクタ歯車が回動することにより、ピニオンの位置が給脂用の穴の下から外れてしまい、ピニオン及びピニオンとセクタ歯車の噛合部に給脂することができなくなる。
常に同じ歯が噛み合っている衛星通信用アンテナにおいては問題ないが、風車の場合、通常運転中にピニオン及び旋回ベアリングギアが回動し、ピニオンと旋回ベアリングギアの噛み合い歯は常に一定でないので、給脂用の穴がピニオンに向いてない期間が割合的に長くなり、この期間に給脂しても効率的にピニオン及びピニオンとセクタ歯車の噛合部に給脂できない。
また、風車の場合、ブレードはハブに固定されてほぼ水平な軸回りに回転しているため、重力方向が変わり、遠心力が加わる。給脂用の穴が常にピニオンに向いていても、重力方向の変化や遠心力の負荷により所望の範囲に給脂できない事態が生じ得、効率的でない。
However, in the automatic greasing apparatus described in
There is no problem with a satellite communication antenna that always meshes with the same tooth, but in the case of a wind turbine, the pinion and the slewing bearing gear rotate during normal operation, and the meshing teeth of the pinion and slewing bearing gear are not always constant. The period in which the hole for grease is not directed to the pinion becomes relatively long, and even if grease is supplied during this period, the pinion and the meshing part of the pinion and the sector gear cannot be greased efficiently.
In the case of a windmill, since the blade is fixed to the hub and rotates around a substantially horizontal axis, the direction of gravity is changed and centrifugal force is applied. Even if the greasing hole is always directed to the pinion, a situation in which it cannot be lubricated to a desired range may occur due to a change in the direction of gravity or a load of centrifugal force, which is not efficient.
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、風車のブレードをピッチ旋回させる旋回ベアリングギアとこれに噛合するピニオンにグリースを自動、かつ、非接触で給脂することができ、旋回動作に影響されず常に所望の範囲に効率的に給脂することができる風車を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and it is possible to automatically and non-contactly supply grease to a turning bearing gear for turning the blade of a wind turbine and a pinion meshing with the turning bearing gear. It is an object to provide a windmill that can be efficiently lubricated in a desired range without being influenced by the turning operation.
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、ローターのブレードが旋回ベアリングを介してピッチ旋回可能にハブに連結されてなり、
前記ブレードと一体回転可能に前記旋回ベアリングに付設された旋回ベアリングギアと、
前記旋回ベアリングギアに噛合回転するピニオンと、
前記ピニオンを回転駆動するモータと、
グリースを供給する給脂ポンプと、
前記給脂ポンプのグリース吐出口に一端が接続された配管と、
前記配管の他端に構成され、前記ピニオンに対する相対位置が固定され、前記旋回ベアリングギア又は前記ピニオンの歯面に前記給脂ポンプにより加圧されたグリースを吐出するノズルと、
前記給脂ポンプを制御する制御装置とを備える風車である。
The invention according to
A slewing bearing gear attached to the slewing bearing so as to rotate integrally with the blade;
A pinion that rotates in mesh with the slewing bearing gear;
A motor that rotationally drives the pinion;
A grease pump for supplying grease;
A pipe having one end connected to the grease discharge port of the grease pump;
A nozzle configured to be disposed at the other end of the pipe, the position relative to the pinion being fixed, and discharging the grease pressurized by the grease pump on the tooth surface of the slewing bearing gear or the pinion;
It is a windmill provided with the control apparatus which controls the said greasing pump.
請求項２記載の発明は、前記配管を前記ノズル側において２つ以上に分岐する分岐バルブが設けられ、前記ノズルが前記給脂ポンプの一のグリース吐出口に対して複数設けられてなることを特徴とする請求項１に記載の風車である。
The invention according to
請求項３記載の発明は、前記制御装置はローター回転中に前記ノズルからグリースを吐出させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の風車である。 A third aspect of the present invention is the wind turbine according to the first or second aspect, wherein the control device discharges grease from the nozzle during rotation of the rotor.
請求項４記載の発明は、前記制御装置は定期的に前記ノズルからグリースを吐出させることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の風車である。
The invention according to
請求項５記載の発明は、前記制御装置はローターの予め設定された累積回転数ごとに前記ノズルからグリースを吐出させることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載の風車である。
The invention according to
請求項６記載の発明は、前記制御装置は給脂命令が入力された時に前記ノズルからグリースを吐出させることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一に記載の風車である。
The invention according to
請求項７記載の発明は、前記制御装置は、前記モータを制御し前記ピニオンを回転させて前記ブレードのピッチを所定角度範囲以上変化させるときは、少なくとも前記所定角度範囲を超える前に前記ノズルからグリースを吐出させることを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一に記載の風車である。
According to a seventh aspect of the present invention, when the control device controls the motor and rotates the pinion to change the pitch of the blade more than a predetermined angle range, at least before the predetermined angle range is exceeded, the control device The wind turbine according to any one of
請求項８記載の発明は、ローター回りの前記ブレードの角度を検知するセンサを備え、前記制御装置は前記センサの検知信号を受けて、ローター回りの所定の角度又は角度範囲に前記ブレードがあるときにのみ前記ノズルからグリースを吐出させる機能を有することを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載の風車である。
The invention according to
請求項９記載の発明は、前記所定の角度又は角度範囲に前記ブレードがあるときに前記ノズルからグリースを吐出させた場合の方が、前記所定の角度又は角度範囲外に前記ブレードがあるときに前記ノズルからグリースを吐出させた場合よりも、前記ノズルから吐出されたグリースの前記歯面への付着面積が大きくなるように、前記所定の角度又は角度範囲が設定されていることを特徴とする請求項８に記載の風車である。
According to a ninth aspect of the present invention, when the blade is at the predetermined angle or angle range, the grease is discharged from the nozzle when the blade is outside the predetermined angle or angle range. The predetermined angle or angle range is set so that the area of adhesion of the grease discharged from the nozzle to the tooth surface is larger than when grease is discharged from the nozzle. A windmill according to
請求項１０記載の発明は、前記ノズルの吐出方向がローターの半径方向に一致せず、前記歯面のギア厚方向の中央点よりローター中心側に傾斜して配置されていることを特徴とする請求項１から請求項９のうちいずれか一に記載の風車である。
The invention according to
本発明によれば、制御装置に給脂ポンプを制御させてノズルからグリースを吐出させることにより、自動、かつ、非接触で給脂することができる。自動給脂により作業者の負担を軽減でき、グリース切れを防げるという効果がある。非接触で給脂するので、給脂用の部材をギアに接触させることにより損傷、消耗することなく長期間給脂が行えるという効果がある。
ノズルは、ピニオンに対する相対位置が固定されており、ノズルは旋回ベアリングギアとともに回転することが無く、ブレードの旋回動作があってもノズルはピニオンに対して移動することは無い。そのため、常にピニオンや、ピニオンと旋回ベアリングギアとの噛合部に対して定位置の定方向にノズルの配置が保持される。
旋回ベアリングギアとノズルは相対的に移動するが、ピニオンに噛合する旋回ベアリングギアの自転動作であるから、ノズルの吐出対象範囲にある旋回ベアリングギアの歯が変わるだけであって、旋回ベアリングギアにグリースを吐出するノズルは、ブレードの旋回動作があっても、常に旋回ベアリングギアを吐出対象範囲に収めることができる。
また、ノズルは旋回ベアリングギアとともに回転することが無いため、旋回ベアリングギアにグリースを吐出するノズルは、ピニオンを基準にした常に一定の位置、例えば、ピニオンとの噛合部の直前直後などを吐出対象にし続けることができる。
以上のようにして、旋回動作に影響されず常に所望の範囲に効率的に給脂することができるという効果がある。
According to the present invention, grease can be automatically and non-contacted by causing the control device to control the grease pump to discharge grease from the nozzle. Automatic lubrication can reduce the burden on the operator and prevent the grease from running out. Since the grease is supplied in a non-contact manner, there is an effect that the grease can be supplied for a long time without being damaged or consumed by bringing the member for grease supply into contact with the gear.
The relative position of the nozzle with respect to the pinion is fixed, the nozzle does not rotate with the swivel bearing gear, and the nozzle does not move with respect to the pinion even if the blade swivels. Therefore, the arrangement of the nozzles is always maintained in a fixed direction at a fixed position with respect to the pinion or the meshing portion of the pinion and the swivel bearing gear.
The slewing bearing gear and the nozzle move relatively, but the slewing bearing gear that meshes with the pinion rotates, so only the teeth of the slewing bearing gear in the discharge target range of the nozzle change. The nozzle that discharges grease can always keep the swing bearing gear in the discharge target range even if the blade rotates.
In addition, since the nozzle does not rotate together with the swivel bearing gear, the nozzle that discharges grease to the swivel bearing gear always discharges at a fixed position based on the pinion, for example, immediately before and after the meshing part with the pinion. Can continue to.
As described above, there is an effect that it is possible to efficiently lubricate a desired range without being influenced by the turning operation.
以下に本発明の一実施の形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The following is one embodiment of the present invention and does not limit the present invention.
図１(a)は本実施形態の風車の部分側面図、図１(b)は図１(a)における矢視Ａ−Ａ図（部分図）である。本実施形態の風車は、風力発電装置に適用されたものである。図１に示すように本実施形態の風車は、発電機１と、発電機１に接続された回転軸２と、回転軸２の先端に固定されたハブ３と、ハブ３に固定されたブレード４とを備える。
ハブ３には、旋回ベアリング５と、旋回ベアリングギア６と、旋回ベアリングギア６に噛合するピニオン７と、ピニオン７を回転駆動するモータＭと、給脂ポンプＰと、配管８が設けられる。
Fig.1 (a) is a partial side view of the windmill of this embodiment, FIG.1 (b) is an arrow AA figure (partial drawing) in Fig.1 (a). The windmill of this embodiment is applied to a wind power generator. As shown in FIG. 1, the wind turbine according to this embodiment includes a
The
給脂ポンプＰは、ブラケット９を介してハブ３に固定されている。配管８は給脂ポンプＰのグリース吐出口１０に一端が接続され、他端の開口端がそのままノズル１１を構成する。ノズル１１を別部品として作製しておき、配管８の吐出側開口端に接続しても良い。
ノズル１１は、ブラケット１２を介してモータＭに固定される。
配管８は、グリース吐出口１０から分岐バルブ（図示せず）を介して複数に分岐し、分岐した先端にノズル１１が複数設けられている（図１(b)においては２つを図示）。
The grease pump P is fixed to the
The
The
複数のノズル１１，１１,…は、ブラケット１２によって、旋回ベアリングギア６やピニオン７の歯面、特に、旋回ベアリングギア６とピニオン７の噛合部に向けて配置されている。ノズル１１の吐出口をできるだけ歯面に近接させて配置する。ノズル１１を複数設ける場合、旋回ベアリングギア６に沿って並べて配置する。旋回ベアリングギア６の全周に亘ってノズル１１，１１,…を並べても良いが、旋回ベアリングギア６の使用範囲が限定されている場合は、使用範囲のみに配置しても良い。
ノズル１１の数は最少でも２つとすることが好ましい。そして、少なくとも２つのノズル１１，１１を、噛合部に向けてピニオンの両側に配置する。
ブラケット１２は、ノズル１１ごとに設けられており、ノズル１１ごとに位置、方向を調整できる。
一方、ピニオン７はモータＭの出力軸に固定されている。
したがって、ノズル１１のピニオン７に対する相対位置は固定されている。
The plurality of
The number of
The
On the other hand, the
Therefore, the relative position of the
ブレード４は、旋回ベアリング５を介してピッチ旋回可能にハブに連結されている。旋回ベアリングギア６は、旋回ベアリング５の内周に内歯型で付設され、ブレード４とともに一体回転する。
The
ハブ３内に設けられた図示しない制御装置により、モータＭ及び給脂ポンプＰが制御される。モータＭ及び給脂ポンプＰへの電力供給用配線１８は、スリップリング１３から回転軸２の中を通して配線される。
制御装置がモータＭを制御してピニオンを回転させ、これに噛合する旋回ベアリングギア６が回転し、旋回ベアリングギア６と一体的にブレード４が回転することにより、ブレード４のピッチを変化させる。
The motor M and the grease pump P are controlled by a control device (not shown) provided in the
The control device controls the motor M to rotate the pinion, the
グリース吐出用のエア式小型ポンプが市販されおり、これを給脂ポンプＰとして適用する。これは、グリースタンクと電磁弁を有し、電気的に制御可能なものである。給脂ポンプＰのグリース吐出口１０は、通常一つしか設けられていないが、分岐バルブを設けることにより一のグリース吐出口１０に対してノズル１１を複数設ける。
制御装置は給脂ポンプＰを制御してグリースを吐出させる。このとき、グリースが給脂ポンプＰにより加圧され、配管８を介して各ノズル１１から吐出される。
A small air-type pump for discharging grease is commercially available, and this is applied as a greasing pump P. This has a grease tank and a solenoid valve, and is electrically controllable. Normally, only one
The control device controls the grease pump P to discharge grease. At this time, grease is pressurized by the greasing pump P and discharged from each
さらに、図１及び図２を参照して本実施形態の構成につき説明する。図２は、図１(a)における矢視Ｂ−Ｂ図であり、給脂ポンプ、配管及びノズルを模式的に描いた図である。 Further, the configuration of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 2 is a view taken along the line B-B in FIG. 1A, and is a diagram schematically illustrating a greasing pump, piping, and nozzles.
図１及び図２によって示すように、本実施形態においては少なくともノズル１１は、ブレード４内の空間を利用して旋回ベアリングギア６、ピニオンギア７の外側に配置され、吐出対象が旋回ベアリングギア６やピニオンギア７となるような方向に配置される（例えば、図６参照）。ハブ３内に余空間がある場合、給脂ポンプＰはハブ３内に収めるように設置して良い。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the present embodiment, at least the
さらに、回転軸２の外周から間隔を隔てて回転軸２の上方にセンシングデバイス１４が固定されている。センシングデバイス１４に対向する位置の回転軸２の外周であって図２において各旋回ベアリング５の中心軸に一致する位置にセンシングデバイス１５ａ，１５ｂ，１５ｃが取り付けられており、センシングデバイス１５ａ，１５ｂ，１５ｃは回転軸２とともに回転する。本実施形態の風車は、３枚ブレードのローターのため、３つのセンシングデバイス１５ａ，１５ｂ，１５ｃが互いに１２０°の角度をもって配置される。例えば、センシングデバイス１４をＬＥＤ、センシングデバイス１５ａ，１５ｂ，１５ｃをフォトトランジスタとし、センシングデバイス１４に対向した時にセンシングデバイス１５ａ，１５ｂ，１５ｃが検知信号を制御装置に出力するように構成する。これにより制御装置は、センシングデバイス１５ａから検知信号を受けたときは旋回ベアリング５ａが水平かつ上側であり、センシングデバイス１５ｂから検知信号を受けたときは旋回ベアリング５ｂが水平かつ上側であり，センシングデバイス１５ｃから検知信号を受けたときは旋回ベアリング５ｃが水平かつ上側であることを検知できる。
Further, the
図３は、本実施形態における機器構成のブロック図である。制御装置１６は、センシングデバイス１５ａ，１５ｂ，１５ｃからの検知信号や操作パネル１７からの操作信号を受け、以下に説明するような制御内容に従ってモータＭ及び給脂ポンプＰを制御する。配管８の分岐点には上述した分岐バルブＶが設置される。分岐バルブＶは、制御装置１６により開閉制御可能なものとして、吐出させるノズル１１を選択できるように構成しても良い。
FIG. 3 is a block diagram of a device configuration in the present embodiment. The
次に、以上の構成による給脂制御の内容につき説明する。
〔定期モード〕
制御装置１６は、予め設定された期間の到来ごとに給脂ポンプＰを制御してノズル１１からグリースを吐出させる。例えば、その期間として１２０時間が設定されれば、１２０時間ごとにグリースを吐出させる。
この定期モードは、時間の経過によるグリース切れを防止するためのものである。期間の設定は操作パネル１７から行う。
他のモードが設定されている場合は、いずれか先に到来した条件に従って吐出動作を行うとともに、時間のカウントをリセットする。
Next, the content of the greasing control with the above configuration will be described.
[Regular mode]
The
This regular mode is for preventing the grease from running out over time. The period is set from the
When another mode is set, the discharge operation is performed according to the condition that comes first, and the time count is reset.
〔累積回転数モード〕
制御装置１６は、ローターの予め設定された累積回転数の到来ごとに給脂ポンプＰを制御してノズル１１からグリースを吐出させる。この場合、制御装置１６は、センシングデバイス１５ａ，１５ｂ，１５ｃのうちいずれか一つの出力信号の出力回数をカウントすることで、ローターの累積回転数をカウントし、設定された累積回転数に達したときに給脂ポンプＰを制御してノズル１１からグリースを吐出させる。なお、すべてのセンシングデバイス１５ａ，１５ｂ，１５ｃの出力信号の出力回数をカウントして予め設定された回数の到来ごとにグリースを吐出させてもよい。この場合、累積回転数は1/3回転単位でのカウントとなる。
この累積回転数モードは、回転数の累積によるグリース切れを防止するためのものである。累積回転数の設定は操作パネル１７から行う。
他のモードが設定されている場合は、いずれか先に到来した条件に従って吐出動作を行うとともに、累積回転数のカウントをリセットする。
[Cumulative speed mode]
The
This cumulative rotational speed mode is for preventing the grease from running out due to the cumulative rotational speed. The cumulative number of revolutions is set from the
When the other mode is set, the discharge operation is performed according to the condition that comes first, and the count of the cumulative number of revolutions is reset.
〔マニュアルモード〕
制御装置１６は、オペレータから操作パネル１７を介して給脂命令が入力された時にノズル１１からグリースを吐出させる。
このマニュアルモードは、技術者等の人の判断で給脂を行えるようにするためのものである。給脂操作は操作パネル１７から行う。
[Manual mode]
The
This manual mode is intended to enable lubrication at the discretion of a person such as an engineer. The greasing operation is performed from the
〔低頻度モード〕
制御装置１６は、モータＭを制御しピニオン７を回転させてブレード４のピッチを予め設定された所定角度範囲以上変化させるときは、少なくとも設定された所定角度範囲を超える前にノズル１１からグリースを吐出させる。
この低頻度モードは、噛み合い頻度の低い旋回ベアリングギア６の歯にピニオン７が噛み合う時におけるグリース不足を防止するためのものである。所定角度範囲の設定は操作パネル１７から行う。
本モードにおける所定角度範囲は、例えば、ブレード４がローター回転面を基準位置にして、ローター回転面に対して０°〜１５°の角度範囲というように基準位置を設けて設定される。
[Low frequency mode]
When the
This low frequency mode is for preventing a shortage of grease when the
The predetermined angle range in this mode is set, for example, by providing a reference position such that the
〔角度限定モード〕
制御装置１６は、以上のグリース切れを防止するための各モードに加え、給脂効率を向上するため、ローター回りの限定された角度又は角度範囲にブレード４があるときにのみノズル１１からグリースを吐出させるローター回りの角度限定モードを有する。
図２に示す旋回ベアリング５ａに設置されている旋回ベアリングギア６とピニオン７への給脂について説明する。制御装置１６は、給脂を行うときは、センシングデバイス１５ａから検知信号を受けたことをトリガーとして給脂ポンプＰを制御してノズル１１からグリースを吐出させる。これにより旋回ベアリング５ａが水平かつ上側にきた時にのみ給脂を行える。
図２に示す旋回ベアリング５ｂ，５ｃに設置されている旋回ベアリングギア６とピニオン７への給脂についても同様に制御する。
このようにするのは、ノズル１１を旋回ベアリングギア６、ピニオンギア７の外側に配置し、ノズル１１からグリースを落下させた場合にグリースの歯面への付着面積が最も大きくなるように、ノズル１１を配置しているためである。これにより、ノズル１１が上向きや水平向きになった時にグリースを吐出するよりは、確実にギアに対し給脂が行える。
[Angle only mode]
In addition to the modes for preventing the above-mentioned grease depletion, the
The lubrication of the
The lubrication to the
This is because the
ノズル１１を旋回ベアリングギア６、ピニオンギア７の内側において吐出方向を外向きに配置する場合は、センシングデバイス１４を回転軸２の下方に固定しておけば、同様の効果が得られる。
When the
また、図４に示すようにノズル１１を旋回ベアリングギア６と同一面内においてその吐出方向を歯底に垂直配置する場合には、センシングデバイス１４を回転軸２の水平側方かつ図２において左側に固定しておけば、同様の効果が得られる。
Further, as shown in FIG. 4, when the
ハブ３内に余空間がなく、ノズル１１を旋回ベアリングギア６、ピニオンギア７の内側に配置することができない場合は、図６に示すようにブレード４内の空間を利用して外側に配置するか、図４，５に示すように旋回ベアリングギア６と同一面内に配置することで実施できる。
When there is no extra space in the
以上の角度限定モードでは、特定の角度を給脂可能な角度として設定した。
他の制御方法として、給脂可能な角度を角度範囲で設定する方法を以下に説明する。
In the above angle-limited mode, a specific angle was set as an angle that can be greased.
As another control method, a method of setting an angle at which grease can be applied within an angle range will be described below.
制御装置１６は、センシングデバイス１５ａ，１５ｂ，１５ｃの検知信号の検出間隔時間を計算する。
説明の便宜上、図２に示す状態、すなわち、旋回ベアリング５ａが水平かつ上側、従ってセンシングデバイス１５ａがセンシングデバイス１４からの信号を検知している状態を０°とする。
オペレータが操作パネル１７から例えば−１０°〜＋１０°を設定入力したとする。
制御装置１６はこれを受け付け、旋回ベアリング５ａに設置された旋回ベアリングギア６とピニオン７へ給脂可能な角度範囲を、図２に示す状態を挟む−１０°〜＋１０°と設定する。
The
For convenience of explanation, the state shown in FIG. 2, that is, the state in which the slewing bearing 5 a is horizontal and upper side, and thus the
It is assumed that the operator inputs, for example, −10 ° to + 10 ° from the
The
センシングデバイス１５ａ→１５ｂ→１５ｃの順でセンシングデバイス１４を通過する方向にローターが回転している場合、制御装置１６はセンシングデバイス１５ｃからの検出信号を得た時、センシングデバイス１５ｂ→１５ｃの検出間隔時間を計算し、この検出間隔時間に基づき、センシングデバイス１５ｃから８０°進むタイミングを予定計算して、このタイミングを吐出許可タイミングとする。その後、制御装置１６はセンシングデバイス１５ａからの検出信号を得た時、センシングデバイス１５ｃ→１５ａの検出間隔時間を計算し、この検出間隔時間に基づき、センシングデバイス１５ａから１０°進むタイミングを予定計算して、このタイミングを吐出禁止タイミングとする。制御装置１６は、給脂を行うときは、吐出許可タイミングから吐出禁止タイミングの間に適量の給脂を行う。これにより、図２に示す状態を挟む−１０°〜＋１０°の角度範囲において旋回ベアリング５ａに設置された旋回ベアリングギア６とピニオン７への給脂を行うことができる。
図２に示す旋回ベアリング５ｂ，５ｃに設置されている旋回ベアリングギア６とピニオン７への給脂についても同様に制御する。
When the rotor rotates in the direction passing through the
The lubrication to the
制御方法により、制御上の吐出タイミングより実際にノズル１１から吐出される吐出タイミングが遅れ、回転が速くなるほど実際に吐出される角度位置が目標の角度位置からずれる角度ずれが増大し無視できない場合がある。これに対処するため、以下のオフセット制御を行うことが有効である。
図２に示す旋回ベアリング５ａに設置されている旋回ベアリングギア６とピニオン７への給脂について説明する。
制御装置１６は、２点間のセンシングデバイス１５の検出間隔時間を計算した時に、この検出間隔時間に応じた角度ずれを算出し、この角度ずれをオフセットすべく角度指定における吐出タイミングや、角度範囲指定における吐出許可タイミング及び吐出禁止タイミングを早める。
検出間隔時間と角度ずれの相関関係（関数や対応表）を予め作成しておき、制御装置１６が検出間隔時間に応じた角度ずれの決定に利用できるようにデータメモリに書き込んでおく。
Depending on the control method, the discharge timing actually discharged from the
The lubrication of the
When calculating the detection interval time of the sensing device 15 between the two points, the
A correlation (function or correspondence table) between the detection interval time and the angle deviation is created in advance, and is written in the data memory so that the
この角度限定モードは、上記定期モード、累積回転数モード、マニュアルモード、低頻度モードとともに設定可能である。他のモードにより給脂すべき時がきても、角度限定モードが設定されている場合は、上記のようにローター回りの設定された角度又は角度範囲においてのみ給脂を行う。但し、制御モードによっては、一定時間でタイムアウトして角度限定モードを一時解除し、給脂後、角度限定モードを復帰させるように制御プログラムを作成しても良い。このタイムアウト処理は、特に、定期モードに連動させるべきである。定期モードに連動させれば、仮に風車が倒れていても長期のグリース切れによる錆の発生を防止することができる。マニュアルモード使用時は、マニュアルで角度限定モードを解除した上で給脂命令を入力しても良い。 This angle limited mode can be set together with the regular mode, the cumulative rotation speed mode, the manual mode, and the low frequency mode. Even when it is time to greasing in another mode, if the angle limited mode is set, the greasing is performed only in the set angle or angle range around the rotor as described above. However, depending on the control mode, a control program may be created so that the angle-limited mode is temporarily canceled after a certain period of time, and the angle-limited mode is restored after greasing. This timeout process should be linked in particular to the regular mode. By linking to the regular mode, it is possible to prevent rust from being generated due to long-term grease exhaustion even if the windmill is overturned. When using the manual mode, the greasing command may be input after the angle-limited mode is canceled manually.
上記のようにセンシングデバイス１５の検出間隔時間に基づき、予定計算して制御する場合は、センシングデバイス１５は一つとしても実施可能である。それには、検出間隔時間を計測する２点間のセンシングデバイス１５を同一センシングデバイス１５とすればよい。精度は落ちるがセンサ構成を簡素化できる。 As described above, when the schedule calculation is performed based on the detection interval time of the sensing device 15 and the control is performed, the sensing device 15 can be implemented as one. For that purpose, the sensing device 15 between two points for measuring the detection interval time may be the same sensing device 15. Although the accuracy is reduced, the sensor configuration can be simplified.
以上のように角度限定モードにおいては、設定される角度又は角度範囲にブレード４があるときにノズル１１からグリースを吐出させた場合の方が、設定される角度又は角度範囲外にブレード４があるときにノズル１１からグリースを吐出させた場合よりも、ノズル１１から吐出されたグリースの前記歯面への付着面積が大きくなるように、給脂可能な角度又は角度範囲を設定することが好ましい。
これにより、吐出されたグリースのうちギアに付着しない無駄なグリース量を減らして効率よく給脂することができる。
As described above, in the angle-limited mode, when the
As a result, it is possible to efficiently supply grease by reducing the amount of wasted grease that does not adhere to the gear among the discharged grease.
なお、風力発電装置の場合は、年間通して無風期間の少ない地域や場所を選んで設置されるから、ローター回転中に給脂を行う必要性が高まる。
専ら回転中に給脂を行う風車において、図４に示すようにベアリング面に水平にノズル１１を配置しておくと、遠心力の作用によりノズル１１から吐出されるグリースの飛翔方向が外側に曲がってしまい、吐出したグリースのうちギアに付着するグリースの割合が減少する。
これを防ぐため、図５に示すように、歯の中央点Ｑに向く方向Ｄ１よりもローター中心Ｏ側にノズル１１の吐出方向Ｄ２を傾斜させて、遠心力負荷時に中央点Ｑを中心にグリースの付着範囲が分布するようにノズル１１を配置すると良い。
In the case of a wind turbine generator, since it is installed by selecting a region or a place where there is little windless period throughout the year, the need for grease supply during rotor rotation increases.
If the
In order to prevent this, as shown in FIG. 5, the discharge direction D2 of the
また、ノズル１１をブレード４内の空間を利用してギア６，７の外側に配置する場合においては、ブレード４内の空間の形状により、ノズル１１の吐出方向をローターの半径方向に一致させることができない場合がる。このような場合も、遠心力の作用によりノズル１１から吐出されるグリースの飛翔方向が外側に曲がってしまい、吐出したグリースのうちギアに付着するグリースの割合が減少する。
遠心力による飛翔方向の曲がりが無視できない場合は、図６に示すように、歯の中央点Ｑに向く方向Ｄ３よりもローター中心Ｏ側にノズル１１の吐出方向Ｄ４を傾斜させて、遠心力負荷時に中央点Ｑを中心にグリースの付着範囲が分布するようにノズル１１を配置すると良い。
以上の中央点Ｑは、吐出対象のギアが旋回ベアリングギア６であれば、旋回ベアリングギア６の歯の中央点、ピニオン７であれば、ピニオン７の歯の中央点、旋回ベアリングギア６とピニオン７の噛合部であれば、噛合部の中央点（通常は、旋回ベアリングギア６の歯の中央点）とする。
When the
When the flight direction bending due to the centrifugal force cannot be ignored, as shown in FIG. 6, the discharge direction D4 of the
The above center point Q is the center point of the teeth of the
一方、ノズル１１の吐出方向が、ローターの半径方向（外向きでも内向きでも良い）に一致する場合は、遠心力の作用による飛翔方向の曲がりは起こらないため、以上のような配置態様をとる必要はなく、ノズル１１の吐出方向を歯の中央点に向けてノズル１１を配置すればよい。
その他の場合でも、ノズル１１の吐出力の強さやノズル１１の吐出口から歯面まで距離等の条件によって、遠心力による飛翔方向の曲がりが無視できる場合は、ノズル１１の吐出方向を歯の中央点に向けてノズル１１を配置すればよい。
On the other hand, when the discharge direction of the
In other cases, if the bending of the flying direction due to the centrifugal force can be ignored due to the strength of the discharge force of the
また、ノズル１１の吐出力の強さやノズル１１の吐出口から歯面まで距離等の条件によって、重力による飛翔方向の曲がりが無視できる場合は、上記角度限定モードを設けなくても良いし、角度限定モードを設けてあっても角度限定モードを使用しなくても良い。
その他、上記各制御モードは、必要に応じて適宜選択して設ければよい。
ノズル１１を１つとしても良い。ノズル１１を１つとする場合は、ピニオン７の外側（モータＭと反対側）から噛合中心に向けてノズルを配置し、グリースの飛散範囲を適当に調整する。
ノズル１１を固定するブラケット１２は、モータＭに固定せず、ハブ３のノズル１１から近い部分に固定しても良い。特に、ノズル１１がモータＭから離れる場合は、その方が好ましい場合がある。
また、ノズル１１が給脂ポンプＰに固定されている場合は、ノズル１１を固定するブラケット１２は設けず、給脂ポンプＰを固定するブラケット９のみを設けることにより、ノズル１１は給脂ポンプＰ及びブラケット９を介してハブ３に固定しても良い。
本実施形態のようにノズル１１をモータＭに固定する場合は、モータＭとピニオン７との相対位置が変化しない限り、ノズル１１とピニオン７との相対位置が変化しないという利点がある。例えば、モータＭがハブ３に対して移動しても影響はない。
Further, if the bending in the flight direction due to gravity can be ignored depending on the strength of the discharge force of the
In addition, the above control modes may be appropriately selected and provided as necessary.
One
The
Further, when the
When the
以上のようにローター回転中にも給脂を行えるので、給脂のためにローターの回転を止める必要が無く、必要時に迅速に給脂を行うことができる。本実施形態のように風力発電機であれば発電を中止せずに済み、良好な保脂状態によって可動部の円滑性、耐磨耗性を保つことできることも相俟って、人手で給脂を行う風力発電機よりも発電量を増加することができ、人手軽減及び長寿命化により風力発電コストを低減できる。 As described above, since the lubrication can be performed while the rotor is rotating, it is not necessary to stop the rotation of the rotor for the lubrication, and the lubrication can be performed quickly when necessary. If it is a wind power generator as in this embodiment, it is not necessary to stop power generation, and the lubrication of moving parts can be maintained by a good greasing state, and the lubrication can be done manually. The amount of power generation can be increased as compared with the wind power generator that performs wind power generation, and the wind power generation cost can be reduced by reducing labor and extending the service life.
１ 発電機
２ 回転軸
３ ハブ
４ ブレード
５ 旋回ベアリング
６ 旋回ベアリングギア
７ ピニオン
８ 配管
９ ブラケット
１０ グリース吐出口
１１ ノズル
１２ ブラケット
１３ スリップリング
１４ センシングデバイス
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ センシングデバイス
１６ 制御装置
１７ 操作パネル
Ｄ２，Ｄ４ 吐出方向
Ｍ モータ
Ｏ ローター中心
Ｐ 給脂ポンプ
Ｑ ギア厚方向の中央点
Ｖ 分岐バルブ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記ブレードと一体回転可能に前記旋回ベアリングに付設された旋回ベアリングギアと、
前記旋回ベアリングギアに噛合回転するピニオンと、
前記ピニオンを回転駆動するモータと、
グリースを供給する給脂ポンプと、
前記給脂ポンプのグリース吐出口に一端が接続された配管と、
前記配管の他端に構成され、前記ピニオンに対する相対位置が固定され、前記旋回ベアリングギア又は前記ピニオンの歯面に前記給脂ポンプにより加圧されたグリースを吐出するノズルと、
前記給脂ポンプを制御する制御装置とを備える風車。 The rotor blades are connected to the hub via a swivel bearing so that the pitch can swivel.
A slewing bearing gear attached to the slewing bearing so as to rotate integrally with the blade;
A pinion that rotates in mesh with the slewing bearing gear;
A motor that rotationally drives the pinion;
A grease pump for supplying grease;
A pipe having one end connected to the grease discharge port of the grease pump;
A nozzle configured to be disposed at the other end of the pipe, the position relative to the pinion being fixed, and discharging the grease pressurized by the grease pump on the tooth surface of the slewing bearing gear or the pinion;
A windmill provided with the control apparatus which controls the said greasing pump.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005162418A JP2006336548A (en) | 2005-06-02 | 2005-06-02 | Windmill |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2006336548A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011099132A1 (en) * | 2010-02-10 | 2011-08-18 | 三菱重工業株式会社 | Wind power generation device |
| CN114109747A (en) * | 2021-12-06 | 2022-03-01 | 三一重能股份有限公司 | Wind driven generator, grease pumping assembly, oil collecting bottle and control method |
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- 2005-06-02 JP JP2005162418A patent/JP2006336548A/en active Pending
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