JP2010060038A - 増速機の潤滑装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力軸、該入力軸の回転によって回転する歯車群、及び該歯車群の回転によって回転する出力軸を有し、前記入力軸の回転を前記歯車群を介して増速して前記出力軸に伝達する増速機と、前記増速機を潤滑するための潤滑油を貯留する貯油室と、前記貯油室に貯留された潤滑油をポンプにより前記増速機に供給し、該増速機を潤滑した潤滑油を前記貯油室に戻す潤滑油循環ラインと、を有する増速機の潤滑装置において、前記潤滑油循環ラインに前記増速機をバイパスするバイパスラインと、前記潤滑油を前記増速機に供給するか、前記バイパスラインを通過させるかの何れかを切り替える切り替え弁とを設ける。
【選択図】図1
Description
このような増速機においては、増速機の作動を円滑にするために増速機に潤滑油が供給されている。
また、このような風車は、温暖地に設置される場合もあるが、寒冷地に設置する場合もある。
増速機110は、風力により回転する翼とともに回転する入力軸112と、該入力軸112の回転によって回転する入力側歯車114と、該入力側歯車114と噛合し入力側歯車の回転によって回転する出力側歯車116と、該出力側歯車の回転によって回転し発電機(不図示)に接続される出力軸118とからなっている。入力軸112と出力軸118の先端、入力側歯車114、出力側歯車116はケーシング138内に収められており、前記入力軸112は軸受134を介してケーシング138に回転自在に支持され、前記出力軸118は軸受136を介してケーシング138に回転自在に支持されている。
前記オイルパン120は、ケーシング138の底部に設けられ、増速機110の作動を円滑にするための潤滑油が貯留される。また、オイルパン120内には貯留された潤滑油を加熱するためのヒーター122が設けられている。
これにより、循環ライン126及びオイルクーラー128の暖気が行われ、充分に暖気が行われると増速機110に安定して潤滑油を供給できるようになるため、入力軸112を回転させて増速機を作動させる。
このような多量の空気を含んだ潤滑油をポンプで循環させると、エアレーションが発生し、ポンプが異音及び振動を発するとともに、ポンプの寿命が低下する。
入力軸、該入力軸の回転によって回転する歯車群、及び該歯車群の回転によって回転する出力軸を有し、前記入力軸の回転を前記歯車群を介して増速して前記出力軸に伝達する増速機と、前記増速機を潤滑するための潤滑油を貯留する貯油室と、前記貯油室に貯留された潤滑油をポンプにより前記増速機に供給し、該増速機を潤滑した潤滑油を前記貯油室に戻す潤滑油循環ラインと、を有する増速機の潤滑装置において、前記潤滑油循環ラインに前記増速機をバイパスするバイパスラインと、前記潤滑油を前記増速機に供給するか、前記バイパスラインを通過させるかの何れかを切り替える切り替え弁と、を設けたことを特徴とする。
そこで前記バイパスラインと切り替え弁を設けることで、入力軸停止時にはバイパスラインを使用し、入力軸回転時には増速機を潤滑するようにラインの切り替えが可能となる。
これにより、入力軸停止時には潤滑油が増速機に供給されなくなるため、停止した歯車で動粘度が高い潤滑油が飛散することがなくなり、該飛散に起因する潤滑油への空気の混入を防止することができる。
前記制御手段により前記切り替え弁を切り替えることで、前記切り替え弁の切り替えが自動化されて作業員による切り替え作業が必要なくなり、少ない工数で潤滑油の飛散に起因する潤滑油への空気の混入を防止することができる。
前記規定時間は、前記潤滑油循環ラインを潤滑油がスムースに流れるようになる程度まで、潤滑油循環ラインを流れる温度が上がるために要する時間以上の時間とする。
前記ポンプ起動後前記入力軸回転前は前記切り替え弁により前記バイパスラインを使用し、前記制御手段により入力軸を回転させると、潤滑油が前記増速機に供給されるように前記切り替え弁が切り替えられる。
これにより、ポンプ起動から入力軸を回転させるまでの時間を短時間化することができ、早急な起動が可能となる。
また、入力軸が回転すると増速機を構成する歯車群も回転し、該歯車群に潤滑油が供給されることにより潤滑油がさらに昇温し、飛散しにくくなる。従って潤滑油に気泡が蓄積する時間が短く、ポンプのエアレーションを防止することができる。
オリフィスの抵抗加熱により、バイパスライン使用時における潤滑油の温度上昇を促進することができる。
入力軸の回転を歯車群を介して増速して出力軸に伝達する増速機に、貯油室に貯留された潤滑油をポンプによって供給して前記増速機を潤滑し、該増速機を潤滑した潤滑油を前記貯油室に戻す増速機の潤滑方法において、前記入力軸停止時に、前記貯油室に貯留された潤滑油を前記ポンプによって前記増速機を潤滑させずに外部循環させて前記貯油室に戻し、前記ポンプを起動させてから規定時間経過後に前記入力軸を回転させる制御を行い、かつ前記潤滑油の循環流路を切り換えて前記増速機を潤滑し、該増速機を潤滑した潤滑油を前記貯油室に戻すことを特徴とする。
図3に示すように、本実施例の水平軸風車50は、タワー58と、ナセル52と、ハブ54と、翼56とを備える。翼56はハブ54に固定されている。
タワー58はナセル52をヨー回転自在に支持しており、ナセル52はハブ54に接続された主軸12を介してハブ54を軸支している。主軸12は、その先端がナセル52の外部に突出しており、主軸12の先端にはハブ54が、主軸12とともに回転するように取り付けられている。ナセル52の内側には、増速機10、発電機60、主軸12、出力軸18及びその付帯設備(不図示)が収納されており、増速機10には作動を円滑にするための潤滑装置(図1、2においては不図示)が設けられている。
図1は、実施例1における増速機及び増速機の潤滑装置を示す概略図である。
本実施例における増速機は寒冷地に設置される風力発電用の風車に用いられる増速機であるが、本発明はこれに限定されるものではない。
増速機10は、風力により回転する翼(不図示)とともに回転する入力軸12と、該入力軸12の回転によって回転する入力側歯車14と、該入力側歯車14と噛合し入力側歯車の回転によって回転する出力側歯車16と、該出力側歯車の回転によって回転し発電機(不図示)に接続される出力軸18とからなっている。前記入力軸12と出力軸18の先端、前記入力側歯車14、出力側歯車16はケーシング38内に収められており、前記入力軸12は軸受34を介してケーシング38に回転自在に支持され、前記出力軸18は軸受36を介してケーシング38に回転自在に支持されている。
さらに、潤滑油循環ライン26には増速機10をバイパスするバイパスライン26Bが設けられており、該バイパスライン26Bを使用するか否かを切り替える切り替え弁40が設けられている。またバイパスライン26Bにはオリフィス46が設けられている。
切り替え弁40の切り替えにより潤滑油は、以下の2系統での循環が可能である。
(A)オイルパン20→ポンプ24→オイルクーラー28又はオイルクーラーバイパスライン30→切り替え弁40→増速機10→オイルパン20
(B)オイルパン20→ポンプ24→オイルクーラー28又はオイルクーラーバイパスライン30→切り替え弁40→バイパスライン26B→オイルパン20
これにより、潤滑油循環ライン26及び潤滑油循環ライン26上のオイルクーラー28が暖気される。なお、暖気中もポンプ24やオリフィス46の抵抗加熱により潤滑油の温度は上昇し、さらに効率的に暖気が行われる。
これにより入力軸12が回転して増速機10が駆動するとともに、潤滑油は、オイルパン20、ポンプ24、オイルクーラー28、切り替え弁40を経て増速機10に送られる。増速機10に送られた潤滑油は入口側歯車14、出口側歯車16、軸受34、36に供給され、増速機10の作動が円滑になる。
その後、潤滑油は重力によりオイルパン20に落下する。
また第1の制御装置42により切り替え弁40の切り替えを制御することで、入力軸12停止時には潤滑油が増速機へ供給されないため、停止した歯車によって潤滑油が飛散し、該飛散に起因する潤滑油への空気の混入を防止することができる。
11 増速機の潤滑装置
12 入力軸
14、16 歯車
18 出力軸
20 オイルパン(貯油室)
24 ポンプ
26 潤滑油循環ライン
26B バイパスライン
40 切り替え弁
42 第1の制御装置
44 第2の制御装置
46 オリフィス
50 水平軸風車
52 ナセル
54 ハブ
56 翼
60 発電機
Claims (6)
- 入力軸、該入力軸の回転によって回転する歯車群、及び該歯車群の回転によって回転する出力軸を有し、前記入力軸の回転を前記歯車群を介して増速して前記出力軸に伝達する増速機と、
前記増速機を潤滑するための潤滑油を貯留する貯油室と、
前記貯油室に貯留された潤滑油をポンプにより前記増速機に供給し、該増速機を潤滑した潤滑油を前記貯油室に戻す潤滑油循環ラインと、を有する増速機の潤滑装置において、
前記潤滑油循環ラインに
前記増速機をバイパスするバイパスラインと、
前記潤滑油を前記増速機に供給するか、前記バイパスラインを通過させるかの何れかを切り替える切り替え弁と、を設けたことを特徴とする増速機の潤滑装置。 - 前記入力軸回転時に、前記潤滑油を前記増速機に供給し、
前記入力軸停止時に、前記潤滑油を前記バイパスラインを通過させるように前記切り替え弁を切り替える制御手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の増速機の潤滑装置。 - 前記ポンプを起動させてから規定時間経過後に前記入力軸を回転させる制御を行う制御手段を設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の増速機の潤滑装置。
- 前記バイパスラインにオリフィスを設けたことを特徴とする請求項1〜3何れか1に記載の増速機の潤滑装置。
- 入力軸の回転を歯車群を介して増速して出力軸に伝達する増速機に、貯油室に貯留された潤滑油をポンプによって供給することで前記増速機を潤滑し、
該増速機を潤滑した潤滑油を前記貯油室に戻す増速機の潤滑方法において、
前記入力軸停止時に、前記貯油室に貯留された潤滑油を前記ポンプによって前記増速機を潤滑させずに外部循環させて前記貯油室に戻し、
前記ポンプを起動させてから規定時間経過後に前記入力軸を回転させる制御を行うとともに、前記潤滑油の循環流路を切り換えて前記増速機を潤滑し、該増速機を潤滑した潤滑油を前記貯油室に戻すことを特徴とする増速機の潤滑方法。 - 前記入力軸停止時に前記ポンプを起動し、
該ポンプ起動から規定時間経過後、前記入力軸を回転させる制御を行うことを特徴とする請求項5記載の増速機の潤滑方法。
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