JP6234757B2 - Gear lubricant deterioration detection device and wind power generator condition monitoring system - Google Patents
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Description
この発明は、ギヤ用潤滑油劣化検知装置および風力発電装置の状態監視システムに関し、特に、風力発電装置に設けられるギヤの潤滑油の劣化を検知する技術に関する。 The present invention relates to a gear lubricant detection device and a state monitoring system for a wind power generator, and more particularly, to a technology for detecting the deterioration of gear lubricant provided in the wind generator.
特開2001−287100号公報(特許文献1)は、プレス機械および周辺装置の潤滑油汚れ検出装置を開示する。この潤滑油汚れ検出装置においては、プレス機械の被潤滑部に潤滑油を供給するための潤滑油タンクに、潤滑油を透視可能な透明部を設ける。そして、この透明部を挟んで光透過型の油汚れ検出センサを設ける。 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-287100 (Patent Document 1) discloses a lubricating oil contamination detection device for a press machine and peripheral devices. In this lubricating oil contamination detecting device, a transparent portion through which the lubricating oil can be seen is provided in a lubricating oil tank for supplying the lubricating oil to the lubricated portion of the press machine. Then, a light transmission type oil stain detection sensor is provided with the transparent portion interposed therebetween.
上述した潤滑油汚れ検出装置において、油汚れ検出センサとしての透過型光ファイバセンサは、透明部としての透明なガラス管を挟んで対向して配置された一対の光ファイバから構成されている。この一対の光ファイバの一方が投光器とされ、他方が受光器とされており、投光器からガラス管を透過して受光器へと光が流れる構成となっている。そして、ガラス管を透過する光量の大小により潤滑油の汚れを検出する。 In the above-described lubricating oil contamination detection device, the transmission optical fiber sensor as the oil contamination detection sensor is composed of a pair of optical fibers arranged to face each other with a transparent glass tube as a transparent portion interposed therebetween. One of the pair of optical fibers is a light projector, and the other is a light receiver. Light is transmitted from the light projector to the light receiver through the glass tube. The contamination of the lubricating oil is detected based on the amount of light transmitted through the glass tube.
しかしながら、潤滑油には機械の摺動部分の摩擦により生じた金属摩耗粉が混入しているため、潤滑油がガラス管の内部を流れることによってガラス管の内壁が損傷する。これにより、ガラス管の透明度を低下させてしまう。そして、ガラス管の透明度の低下に起因してガラス管を透過する光量が減少するため、潤滑油が清浄である場合であっても、透過光量の減少に基づいて潤滑油の劣化と誤って検出されるという問題がある。 However, since the metal oil powder generated by the friction of the sliding portion of the machine is mixed in the lubricating oil, the inner wall of the glass tube is damaged when the lubricating oil flows inside the glass tube. Thereby, the transparency of a glass tube will be reduced. And since the amount of light transmitted through the glass tube decreases due to the decrease in transparency of the glass tube, even when the lubricant is clean, it is mistakenly detected that the lubricant is deteriorated based on the decrease in the amount of transmitted light. There is a problem of being.
特に、風力発電装置においては、増速機や発電機を収納するナセルが地上数十メートルという高さに設置されることから、ギヤの潤滑油を交換するために多大な作業工数が必要となる。したがって、潤滑油の劣化を正確に検知できることが求められる。また、潤滑油劣化の検知精度の低下を抑制するためには、上述したようなセンサの劣化を検知することによって、センサの交換等のメンテナンスを適切に行なう必要がある。 In particular, in a wind turbine generator, a nacelle that houses a gearbox and a generator is installed at a height of several tens of meters above the ground, so that a great amount of work is required to replace the lubricating oil of the gear. . Accordingly, it is required that the deterioration of the lubricating oil can be accurately detected. In addition, in order to suppress a decrease in the detection accuracy of the lubricant deterioration, it is necessary to appropriately perform maintenance such as sensor replacement by detecting the sensor deterioration as described above.
この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ギヤの潤滑油の劣化を正確に検知可能なギヤ用潤滑油劣化検知装置および風力発電装置の状態監視システムを提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a gear lubricant detection device and a wind power generator state monitoring system capable of accurately detecting gear lubricant deterioration. It is to be.
この発明によれば、ギヤの潤滑油の劣化を検知するためのギヤ用潤滑油劣化検知装置は、潤滑油の循環流路に介挿され、光透過性を有し、かつ、潤滑油が流れる流れ部と潤滑油が滞留する滞留部とを有する配管と、流れ部の側面に入射された光のうち、流れ部の内部を透過した光の量を検知するための第1のセンサと、滞留部の側面に入射された光のうち、滞留部の内部を透過した光の量を検知するための第2のセンサと、第1および第2のセンサによる検知光量に基づいて潤滑油の劣化を判定するための監視装置とを備える。監視装置は、循環流路が停止しているときの第1のセンサの検知光量と第2のセンサの検知光量との差分を演算する演算部と、演算部により演算された差分を補正値として、循環流路が作動しているときの第1のセンサの検知光量を補正する補正部と、補正部により補正された第1のセンサの検知光量に基づいて、潤滑油の劣化を判定する第1の判定部とを含む。 According to the present invention, the gear lubricant deterioration detecting device for detecting the deterioration of the gear lubricant is inserted in the lubricating oil circulation passage, has light permeability, and the lubricant flows. A pipe having a flow part and a stay part in which lubricating oil stays; a first sensor for detecting the amount of light transmitted through the inside of the flow part out of light incident on a side surface of the flow part; The second sensor for detecting the amount of light transmitted through the staying portion of the light incident on the side surface of the portion, and the deterioration of the lubricating oil based on the detected light amount by the first and second sensors And a monitoring device for determination. The monitoring device calculates a difference between the detected light amount of the first sensor and the detected light amount of the second sensor when the circulation channel is stopped, and uses the difference calculated by the calculating unit as a correction value. A first correction unit that corrects the amount of light detected by the first sensor when the circulation channel is operating, and a first unit that determines deterioration of the lubricating oil based on the amount of light detected by the first sensor corrected by the correction unit. 1 determination unit.
好ましくは、監視装置は、演算部により演算された差分に基づいて、配管の劣化を判定する第2の判定部をさらに含む。 Preferably, the monitoring device further includes a second determination unit that determines deterioration of the piping based on the difference calculated by the calculation unit.
より好ましくは、ギヤ用潤滑油劣化検知装置は、潤滑油の劣化および配管の劣化を報知するための報知部をさらに備える。 More preferably, the gear lubricant detection device further includes a notification unit for reporting the deterioration of the lubricant and the deterioration of the piping.
また、この発明によれば、風力発電装置の状態監視システムは、上述したいずれかのギヤ用潤滑油劣化検知装置を備える。 Moreover, according to this invention, the state monitoring system of a wind power generator is provided with one of the above-mentioned gear lubricant detection devices.
この発明においては、ギヤの潤滑油の劣化を正確に検知することができる。また、潤滑油の劣化を検知するセンサの劣化についても検知できるため、潤滑油劣化の検知精度を向上させることができる。この結果、潤滑油およびセンサのメンテナンス作業の効率化を実現できる。 In this invention, it is possible to accurately detect the deterioration of the lubricating oil of the gear. Moreover, since the deterioration of the sensor that detects the deterioration of the lubricating oil can also be detected, the detection accuracy of the lubricating oil deterioration can be improved. As a result, it is possible to improve the efficiency of maintenance work for the lubricating oil and sensor.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、この発明の実施の形態によるギヤ用潤滑油劣化検知装置が適用される風力発電装置の外観図である。 FIG. 1 is an external view of a wind turbine generator to which a gear lubricant deterioration detection device according to an embodiment of the present invention is applied.
図1を参照して、風力発電装置10は、主軸20と、ブレード30と、筐体としてのナセル90と、タワー100とを備える。
With reference to FIG. 1, the
ナセル90は、地上に設置されたタワー100の上部に回転自在に支持され、風向きに応じてナセル90のヨー角が制御される。また、ブレード30のピッチ角(ブレード30の風受け面の角度)も、風力等に応じて適宜制御される。ブレード30は、ナセル90の外部に突出した主軸20の一端に接続されている。主軸20は、ナセル90の内部に侵入し、出力軸に発電機は接続される増速機の入力軸に接続される(図2参照)。
The
図2は、風力発電装置10の構成をより詳細に示した図である。
図2を参照して、風力発電装置10は、主軸20と、ブレード30と、主軸受25と、増速機40と、出力軸50と、発電機60と、監視装置70と、潤滑油劣化検知センサ80と、タワー100とを備える。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the
Referring to FIG. 2, the
主軸20の一部、主軸受25、増速機40、出力軸50、発電機60、監視装置70および潤滑油劣化検知センサ80は、ナセル90に格納される。
A part of the
主軸20は、ナセル90内において主軸受25により軸周りに回転可能に支持されている。主軸20のブレード30が接続される一端とは反対側の他端には、増速機40が接続されている。主軸受25は、転がり軸受であって、たとえば自動調芯ころ軸受、円錐ころ軸受、円筒ころ軸受、あるいは玉軸受などである。これらの軸受は、単列のものでも複列のものでよい。
The
増速機40は、ナセル90内において主軸20と発電機60との間に設けられている。増速機40は、主軸20の回転を増速し、出力軸50を介して増速された主軸20の回転を発電機60へ出力する。増速機40は、たとえば遊星ギヤや中間軸、高速軸などを含む歯車増速機構により構成される。発電機60は、増速機40の出力軸50に接続され、増速機40から出力された回転により発電する。発電機60はたとえば誘導発電機である。
The
次に、本発明の実施の形態による風力発電装置10の動作について説明する。図2を参照して、まず風力を受けてブレード30が回転することにより、ブレード30に接続された主軸20が主軸受25により支持されつつ回転する。主軸20の回転は、増速機40に伝達されて増速され、電磁誘導作用により発電機60において起電力が発生する。このようにして風力発電装置10は動作する。
Next, operation | movement of the
本実施の形態による風力発電装置10には、主軸受25、増速機40、発電機60を格納するナセル90の内部の状態を監視するための監視装置70が設けられている。監視装置70は、ナセル90の外部に設けられた監視サーバ(図示せず)との間でデータを送受信する。これにより、ナセル90内部の状態を遠隔監視することができる。
The
監視装置70は、予め定められた条件が成立すると、予め準備されたプログラム等に従って、増速機40のギヤの潤滑油の劣化検知処理を実行する。具体的には、監視装置70は、潤滑油の劣化を検知するための潤滑油劣化検知センサ80の検出値を取得し、取得した検出値に基づいて潤滑油が劣化しているか否かを判定する。潤滑油が劣化していると判定されたとき、監視装置70は潤滑油の交換を促すアラームを報知する。
When a predetermined condition is satisfied, the
図3は、図2に示した増速機40および潤滑油劣化検知センサ80の構成を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the
図3を参照して、増速機40は、ギヤ42と、ギヤ42を収納するギヤボックス44と、オイルパン46と、オイルポンプ110と、オイルフィルタ120と、循環流路(循環ライン)130とを含む。
Referring to FIG. 3, the
ギヤ42は、主軸20と出力軸50との間に接続される。ギヤ42は、遊星ギヤ、中間軸、高速軸などを含む歯車増速機構を構成する。主軸20の回転は遊星ギヤおよび中間軸によって増速され、高速軸に接続された出力軸50の回転として出力される。
The
オイルパン46は、深皿状に形成されており、ギヤボックス44の底部に取り付けられる。オイルパン46は潤滑油を貯留する。
The
オイルパン46、オイルポンプ110およびオイルフィルタ120は、循環ライン130によって接続されている。オイルポンプ110は、オイルパン46に貯留された潤滑油を吸い込み、オイルフィルタ120へ向けて吐出する。オイルフィルタ120は、潤滑油をろ過する。オイルフィルタ120を通過した潤滑油は、循環ライン130を流通した後、ギヤボックス44の内部に向けて吐出される。吐出された潤滑油はギヤ42に供給される。潤滑油は、ギヤ42の各構成要素の回転支持部分、摺動部分およびギヤの噛合部の潤滑油として、さらにギヤ42の冷却油として機能する。
The
潤滑油の劣化は、主軸20の高速回転時の発熱による回転支持部分の昇温や、摺動部分の摩擦により生じる金属摩耗粉が潤滑油に混入することに主に起因している。潤滑油が劣化すると、油中にスラッジや酸化劣化物などを生成するため、潤滑性能が低下する。また、摺動面に損傷トラブルを発生させ、その摺動部分から金属摩耗粉が多量に発生し、それぞれの摺動する機構部分に浸入して損傷を広範囲に発生させる可能性がある。
The deterioration of the lubricating oil is mainly due to the temperature rise of the rotation support portion due to heat generation during the high-speed rotation of the
潤滑油劣化検知センサ80は、循環ライン130に介挿される。潤滑油劣化検知センサ80は、図3に示すように循環ライン130に直列に介挿してもよいし、循環ライン130に並列に介挿してもよい。潤滑油劣化検知センサ80は、潤滑油の劣化状態を示すパラメータとして潤滑油の汚染度を検出し、検出結果を監視装置70へ出力する。
The lubricant
監視装置70は、潤滑油劣化検知センサ80による潤滑油の汚染度の検出結果に基づいて潤滑油の劣化を判定する。監視装置70は、潤滑油の劣化と判定したとき、潤滑油の交換を促すアラームを報知する。なお、アラームは、潤滑油を交換する必要があることをユーザに対して視覚的または聴覚的に報知し得るものであれば、どのような態様であってもよい。
The
(潤滑油劣化検知センサの構成)
図4は、潤滑油劣化検知センサ80の詳細な構成を示す図である。
(Configuration of lubricant deterioration detection sensor)
FIG. 4 is a diagram showing a detailed configuration of the lubricant
図4を参照して、潤滑油劣化検知センサ80は、循環ライン130に直列に介挿されている。潤滑油劣化検知センサ80は、連結部材200と、配管210と、ハウジング82と、ファイバセンサ84,86と、信号出力回路88とを含む。
Referring to FIG. 4, lubricating oil
配管210は光透過性を有する。配管210は、たとえば透明配管を用いることができる。透明配管は、アクリル系樹脂およびポリカーボネード系樹脂などを用いて形成することができる。
The
配管210は、潤滑油が流れる流れ部220と、潤滑油が滞留する滞留部230とを含む。流れ部220は円筒形状を有しており、循環ライン130の直径と同じか又はより大きい直径を有する。流れ部220の両端は、連結部材200によって循環ライン130に連結される。これにより、循環ライン130を流れる潤滑油は、流れ部220の内部を通過し、再び循環ライン130に戻される。
The
滞留部230は、流れ部220の側面に設けられる。滞留部230は、流れ部220と一体的に形成されている。配管210内に導入された潤滑油は、主に流れ部220を流れるが、その一部が滞留部230に滞留する。滞留部230は、配管210の内部を潤滑油が流れている状態でも潤滑油が流れない部分に相当する。なお、実際には、滞留部230においてもわずかに潤滑油が流れているものと考えられるが、滞留部230を潤滑油の流れにくい構造とすることによって潤滑油の流速を低下させて、潤滑油に含まれる異物によって滞留部230の内壁が傷付かないようにしている。また、潤滑油が循環ライン130を流れずに留まっている状態において、流れ部220と同じ潤滑油が滞留部230にも入るように、流れ部220の一部分に滞留部230を形成している。
The staying
たとえば滞留部230は、流れ部220とほぼ同じ直径の円筒形状を有する。また、滞留部230の軸方向の長さは、流れ部220の直径とほぼ等しいものとする。なお、滞留部230は、その内部に潤滑油に含まれる金属摩耗粉などの異物が溜まらないように流れ部220の上部に設けられている。
For example, the
ファイバセンサ84は、流れ部220の外側に設けられる。ファイバセンサ84は、流れ部220の側面に入射された光のうち、流れ部220の内部を通過した光の量(以下、「流れ部透過光量」ともいう)を検知する。
The
ファイバセンサ86は、滞留部230の外側に設けられる。ファイバセンサ86は、滞留部230の側面に入射された光のうち、滞留部230の内部を透過した光の量(以下、「滞留部透過光量」ともいう)を検知する。
The
図5は、図4のA方向から見た配管210およびファイバセンサ84,86の外観を示す図である。
FIG. 5 is a view showing the appearance of the
図5を参照して、ファイバセンサ84は、透過型のファイバセンサであって、流れ部220を挟んで対向するように配置された、投光部84aおよび受光部84bからなる。投光部84aおよび受光部84bは、信号出力回路88に接続される。投光部84aは、信号出力回路88から電源の供給を受けて発光する光源と、光源から出射された光を導光する投光用ファイバとを含む。投光用ファイバは、導光した光を流れ部220の側面に向けて出射する。受光部84bは、流れ部220の側面に入射された光のうち、流れ部220の内部を透過した光を受光する。受光部84bは、受光した光を導光する受光用ファイバと、受光用ファイバにより導光された光を光電変換して光量を示す電気信号を生成する受光素子とを含む。このようにして、受光部84bは、流れ部透過光量を示す電気信号PI2を生成し、その生成した電気信号PI2を信号出力回路88へ出力する。
Referring to FIG. 5, the
ファイバセンサ86は、透過型のファイバセンサであって、滞留部230を挟んで対向するように配置された、投光部86aおよび受光部86bからなる。投光部86aおよび受光部86bは、信号出力回路88に接続される。投光部86aは、信号出力回路88から電源の供給を受けて発光する光源と、光源から出射された光を導光する投光用ファイバとを含む。投光用ファイバは、導光した光を滞留部230の側面に向けて出射する。受光部86bは、滞留部230の側面に入射された光のうち、滞留部230の内部を透過した光を受光する。受光部86bは、受光した光を導光する受光用ファイバと、受光用ファイバにより導光された光を光電変換して光量を示す電気信号を生成する受光素子とを含む。このようにして、受光部86bは、滞留部透過光量を示す電気信号PI1を生成し、その生成した電気信号PI1を信号出力回路88へ出力する。
The
信号出力回路88は、受光部84bから入力される電気信号PI2および受光部86bから入力される電気信号PI1を、内蔵するセンサアンプで増幅して監視装置70へ出力する。
The
図3に示したように、オイルポンプ110が作動しているとき、循環ライン130および配管210を潤滑油が流れる。配管210の流れ部220に対応して配置されたファイバセンサ84は、流れ部透過光量PI2を出力する。潤滑油の劣化によって潤滑油の汚染が進むと、流れ部透過光量PI2が減少する。したがって、流れ部透過光量PI2を監視すれば潤滑油の劣化を検知することができる。
As shown in FIG. 3, when the
しかしながら、潤滑油は絶えずギヤ42の摺動部などの金属と接触するため、潤滑油には金属摩耗粉が混入している。このため、配管210の流れ部220の内壁には金属摩耗粉による擦り傷が生じてしまい、流れ部220の光透過度を低下させる。すなわち、配管210の損傷による劣化が進むに従って、流れ部透過光量PI2が減少する。
However, since the lubricating oil is constantly in contact with metal such as the sliding portion of the
このように、流れ部透過光量PI2は、潤滑油の劣化だけでなく、配管210の劣化によっても減少する。そのため、流れ部透過光量PI2を監視するだけでは、潤滑油の劣化を正確に検知できないという問題が生じる。したがって、潤滑油の劣化と配管210の劣化とを切り分ける必要がある。
Thus, the flow portion transmitted light amount PI2 is reduced not only by the deterioration of the lubricating oil but also by the deterioration of the
この発明の実施の形態によるギヤ用潤滑油劣化検知装置においては、配管210の滞留部230は、潤滑油がほとんど流れない構造となっているため、流れ部220と比較して潤滑油に含まれる金属摩耗粉による損傷が少ない。すなわち、滞留部透過光量PI1は、配管210の劣化による減少が小さい。そこで、この滞留部透過光量PI1を用いることにより、流れ部透過光量PI2に現れる潤滑油の劣化と配管210の劣化とを切り分ける。これにより、潤滑油の劣化を正確に検知することを可能とする。また、配管の劣化についても検知可能とすることにより、メンテナンス作業の効率化を実現する。
In the gear lubricating oil deterioration detection device according to the embodiment of the present invention, the
(潤滑油劣化検知処理)
次に、この発明の実施の形態によるギヤ用潤滑油劣化検知装置における潤滑油劣化検知処理を説明する。図6は、この発明の実施の形態による潤滑油劣化検知処理の一連の手順を説明するフローチャートである。図6に示すフローチャートは、監視装置70において予め格納したプログラムを実行することで実現できる。図6に示すフローチャートの処理は、たとえば前回の潤滑油劣化検知処理の実行から予め定められた時間が経過すると、メインルーチンから呼び出されて実行される。
(Lubricant deterioration detection processing)
Next, the lubricant deterioration detection process in the gear lubricant deterioration detection device according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a flowchart illustrating a series of procedures for the lubricant deterioration detection process according to the embodiment of the present invention. The flowchart shown in FIG. 6 can be realized by executing a program stored in advance in the
図6を参照して、まずステップS01により、監視装置70は、循環ライン130が作動しているか否かを判定する。オイルポンプ110が作動することによって循環ライン130を潤滑油が流れているとき、監視装置70は、循環ライン130が作動していると判定する(ステップS01においてYES)。
Referring to FIG. 6, first, in step S01,
一方、オイルポンプ110が停止しているために潤滑油が循環ライン130を流れずに留まっているとき、監視装置70は循環ライン130が作動していないと判定する(ステップS01においてNO)。
On the other hand, when the
循環ライン130が作動していないとき(ステップS01においてNO)、監視装置70は、ステップS02により、循環ライン130が作動しているときに検出される流れ部透過光量PI2を補正するための補正値Hを作成する。この補正値Hは、後述する潤滑油の劣化判定(ステップS05,S06)において、循環ライン130の作動時に検出される流れ部透過光量PI2から、配管210の劣化の影響を除外するために用いられる。
When the
補正値Hの作成において、ファイバセンサ86は、循環ライン130が作動していないときの滞留部透過光量PI1(=PI1(i)とする)を検出する。ファイバセンサ84は、循環ライン130が作動していないときの流れ部透過光量PI2(=PI2(i)とする)を検出する。監視装置70は、滞留部透過光量PI1(i)から流れ部透過光量PI2(i)を差し引くことにより、補正値Hを算出する。
In creating the correction value H, the
ここで、循環ライン130が作動していないとき、配管210では、流れ部220および滞留部230に同じ潤滑油が留まっている。したがって、理想的には、滞留部透過光量PI1(i)と流れ部透過光量PI2(i)とは等しくなる。しかしながら、実際には流れ部220は滞留部230と比べて金属摩耗粉による損傷が大きいため、流れ部透過光量PI2(i)が滞留部透過光量PI1(i)よりも小さくなる(PI1(i)>PI2(i))。そして、滞留部透過光量PI1(i)と流れ部透過光量PI2(i)との差分(=PI1(i)−PI2(i))は、配管210の劣化による透過光量の減少量に相当する。監視装置70は、滞留部透過光量PI1(i)と流れ部透過光量PI2(i)との差分を補正値Hとして取得する。
Here, when the
さらに監視装置70は、ステップS03に進み、ステップS02で作成した補正値Hに基づいて、配管210の劣化を検知する。具体的には、監視装置70は、補正値Hと予め定められた閾値Yとを比較することにより、配管210が劣化しているか否かを判定する。上記のように、補正値Hは配管210の劣化による透過光量の減少量に相当しており、配管210の劣化が進むに従って補正値Hが大きくなる。監視装置70は、補正値Hが閾値Yを超えるとき(ステップS03においてYES)、配管210の劣化と判定する。そして、監視装置70は、ステップS09により、潤滑油劣化検知センサ80の交換を促すアラームを報知する。なお、アラームは、潤滑油劣化検知センサ80の配管210を交換する必要があることをユーザに対して視覚的または聴覚的に報知し得るものであれば、どのような態様であってもよい。
Further, the
一方、補正値Hが閾値Yより小さいとき(ステップS03においてNO)、監視装置70は配管210が劣化していないと判定し、処理をステップS01に戻す。
On the other hand, when correction value H is smaller than threshold value Y (NO in step S03),
ステップS01に戻って、循環ライン130が作動していると判定されたとき(ステップS01においてYES)、監視装置70は、ステップS04により、後述する潤滑油の劣化判定(ステップS05,S06)に用いる基準値Kが格納されているか否かを判定する。そして、基準値Kが格納されていないとき(ステップS04においてNO)、監視装置70はステップS05に進み、基準値Kを作成する。
Returning to step S01, when it is determined that the
基準値Kは、潤滑油を交換した直後のように潤滑油が汚染されていない初期状態のもとで、循環ライン130を作動させたときの流れ部透過光量PI2(=PI2(s)と称する)に相当する。すなわち、基準値Kは、潤滑油が清浄な状態であるときの流れ部透過光量PI2(s)を示している。監視装置70は、基準値Kを作成すると、作成した基準値Kを所定の記憶部に格納する。基準値Kは、潤滑油が交換されたときに初期化(リセット)され、新たに作成された基準値Kに更新される。
The reference value K is referred to as a flow portion transmitted light amount PI2 (= PI2 (s) when the
一方、監視装置70は、上記のステップS05の処理を経て基準値Kが作成されて記憶部に格納されているときには(ステップS04においてYES)、ステップS06により潤滑油の劣化を判定する。監視装置70は、循環ライン130が作動しているときの流れ部透過光量PI2と、上記のステップS02,S05で作成した補正値Hおよび基準値Kとを用いて、潤滑油の劣化を判定する。
On the other hand, when the reference value K is created through the process of step S05 and stored in the storage unit (YES in step S04), the
具体的には、ファイバセンサ84は、循環ライン130が作動しているときの流れ部透過光量PI2を検出する。監視装置70は、ファイバセンサ84の検出値を流れ部透過光量PI2の計測値Mとして取得する。そして、この流れ部透過光量計測値Mと、補正値Hおよび基準値Kとを用いて、潤滑油の劣化判定を行なうための光量値(以下、「劣化判定透過光量値」ともいう)Cを算出する。
Specifically, the
詳細には、監視装置70は、流れ部透過光量計測値Mを、補正値Hを用いて補正する。補正値Hは、配管210の劣化による透過光量の減少量に相当する。流れ部透過光量計測値Mに補正値Hを加算することにより、配管210の劣化の影響が除去された流れ部透過光量PI2を算出する(PI2=M+H)。
Specifically, the
次に、監視装置70は、基準値Kから補正後の流れ部透過光量計測値PI2(=M+H)を差し引くことにより、潤滑油の劣化に起因する流れ部透過光量PI2の減少量を算出する。監視装置70は、算出された流れ部透過光量PI2の減少量を、潤滑油の劣化判定に用いる劣化判定透過光量値Cに設定する(C=K−(M+H))。
Next, the
次に、監視装置70は、ステップS07に進み、ステップS06で作成した劣化判定透過光量値Cに基づいて潤滑油の劣化を検知する。具体的には、監視装置70は、劣化判定透過光量値Cと予め定められた閾値Xとを比較することにより、潤滑油が劣化しているか否かを判定する。劣化判定透過光量値Cは、潤滑油の劣化による透過光量の減少量に相当しており、潤滑油の劣化が進むに従って劣化判定透過光量値Cが大きくなる。監視装置70は、劣化判定透過光量値Cが閾値Xを超えるとき(ステップS07においてYES)、潤滑油の劣化と判定する。そして、監視装置70は、ステップS08に進み、潤滑油の交換を促すアラームを報知する。
Next, the
一方、劣化判定透過光量値Cが閾値Xより小さいとき(ステップS07においてNO)、監視装置70は潤滑油が劣化していないと判定し、処理をステップS01に戻す。
On the other hand, when deterioration determination transmitted light amount value C is smaller than threshold value X (NO in step S07),
以上のように、この発明の実施の形態によれば、潤滑油劣化検知センサの検出値からセンサ自体の劣化の影響を除去できるため、潤滑油の劣化を正確に検知することができる。また、潤滑油劣化検知センサの検出値に基づいて潤滑油劣化検知センサの劣化も検知することができる。これにより、潤滑油の交換および潤滑油劣化検知センサ内部の配管の交換などのメンテナンス作業を効率的に行なうことが可能となる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, since the influence of deterioration of the sensor itself can be removed from the detection value of the lubricant deterioration detection sensor, the deterioration of the lubricant can be accurately detected. Further, the deterioration of the lubricant deterioration detection sensor can be detected based on the detection value of the lubricant deterioration detection sensor. This makes it possible to efficiently perform maintenance work such as replacement of the lubricating oil and replacement of the piping inside the lubricating oil deterioration detection sensor.
なお、この発明の実施の形態による潤滑油劣化検知装置は、潤滑油の交換を促すアラームと、潤滑油劣化検知センサの交換を促すアラームとを区別して出力することが可能であるため、図7に示されるような風力発電装置10を遠隔監視する状態監視システムにおいても、潤滑油の劣化および潤滑油劣化検知センサの劣化を認知することができる。
Note that the lubricant deterioration detection device according to the embodiment of the present invention can output an alarm that prompts replacement of the lubricant and an alarm that prompts replacement of the lubricant deterioration detection sensor. Even in the state monitoring system for remotely monitoring the
図7は、風力発電装置10を遠隔監視する状態監視システムの全体構成を概略的に示す図である。図7を参照して、状態監視システムは、風力発電装置10と、通信サーバ310と、インターネット320と、監視サーバ330とを含む。風力発電装置10は、潤滑油の劣化の判定結果を無線により通信サーバ310へ出力する。
FIG. 7 is a diagram schematically showing an overall configuration of a state monitoring system for remotely monitoring the
通信サーバ310は、インターネット320に接続される。そして、通信サーバ310は、風力発電装置10から無線により送信されたデータを受信し、その受信したデータをインターネット320へ出力する。監視サーバ330は、インターネット320に接続される。監視サーバ330は、通信サーバ310からインターネット320を介してデータを受信する。これにより、風力発電装置10とは遠隔の監視サーバ330において、風力発電装置10の増速機40において、ギヤ用潤滑油が劣化しているか否かを認知することができる。また、潤滑油劣化検知センサ80が劣化しているか否かを認知することができる。
なお、上記の実施の形態において、ファイバセンサ84は「第1のセンサ」の一実施例に対応し、ファイバセンサ86は「第2のセンサ」の一実施例に対応する。また、潤滑油劣化検知センサ80および監視装置70は「ギヤ用潤滑油劣化検知装置」の一実施例を実現する。
In the above embodiment, the
また、上記の実施の形態においては、ギヤ用潤滑油劣化検知装置の一例として、風力発電装置に設けられるギヤの潤滑油の劣化を検知する構成について説明した。しかしながら、本発明の適用はこのような風力発電装置に限定されるものではなく、ギヤを含む各種機械装置について本発明を適用することが可能である点について確認的に記載する。 Further, in the above-described embodiment, the configuration for detecting the deterioration of the lubricating oil of the gear provided in the wind turbine generator has been described as an example of the lubricating oil deterioration detecting device for gears. However, the application of the present invention is not limited to such a wind power generator, and the fact that the present invention can be applied to various mechanical devices including gears will be described in a confirming manner.
さらに、上記の実施の形態では、ギヤ用潤滑油劣化検知装置の一例として、増速機のギヤの潤滑油の劣化を検知する構成について説明したが、主軸受用の潤滑油や発電機用の潤滑油の劣化を検知する構成についても本発明は適用可能である。 Further, in the above-described embodiment, the configuration for detecting the deterioration of the lubricating oil for the gear of the gearbox has been described as an example of the lubricating oil deterioration detecting device for the gear. However, the lubricating oil for the main bearing and the lubricating oil for the generator are described. The present invention is also applicable to a configuration that detects oil deterioration.
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示されおよび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the claims, and is intended to include all modifications within the scope.
10 風力発電装置、20 主軸、25 主軸受、30 ブレード、40 増速機、42 ギヤ、44 ギヤボックス、46 オイルパン、50 出力軸、60 発電機、70 監視装置、80 潤滑油劣化検知センサ、82 ハウジング、84,86 ファイバセンサ、84a,86a 投光部、84b,86b 受光部、88 信号出力回路、90 ナセル、100 タワー、110 オイルポンプ、120 オイルフィルタ、130 循環ライン、200 連結部材、210 配管、220 流れ部、230 滞留部。 10 wind power generators, 20 main shafts, 25 main bearings, 30 blades, 40 gearboxes, 42 gears, 44 gearboxes, 46 oil pans, 50 output shafts, 60 generators, 70 monitoring devices, 80 lubricating oil deterioration detection sensors, 82 Housing, 84, 86 Fiber sensor, 84a, 86a Light emitting part, 84b, 86b Light receiving part, 88 Signal output circuit, 90 Nacelle, 100 Tower, 110 Oil pump, 120 Oil filter, 130 Circulation line, 200 Connecting member, 210 Pipe, 220 flow section, 230 retention section.
Claims (4)
潤滑油の循環流路に介挿され、光透過性を有し、かつ、前記潤滑油が流れる流れ部と前記潤滑油が滞留する滞留部とを有する配管と、
前記流れ部の側面に入射された光のうち、前記流れ部の内部を透過した光の量を検知するための第1のセンサと、
前記滞留部の側面に入射された光のうち、前記滞留部の内部を透過した光の量を検知するための第2のセンサと、
前記第1および第2のセンサによる検知光量に基づいて前記潤滑油の劣化を判定するための監視装置とを備え、
前記監視装置は、
前記循環流路が停止しているときの前記第1のセンサの検知光量と前記第2のセンサの検知光量との差分を演算する演算部と、
前記演算部により演算された前記差分を補正値として、前記循環流路が作動しているときの前記第1のセンサの検知光量を補正する補正部と、
前記補正部により補正された前記第1のセンサの検知光量に基づいて、前記潤滑油の劣化を判定する第1の判定部とを含む、ギヤ用潤滑油劣化検知装置。 A gear lubricant deterioration detection device for detecting gear lubricant deterioration,
A pipe that is inserted into a circulation flow path of the lubricating oil, has light permeability, and has a flow part through which the lubricating oil flows and a staying part in which the lubricating oil stays;
A first sensor for detecting an amount of light that has passed through the inside of the flow part among light incident on a side surface of the flow part;
A second sensor for detecting the amount of light that has passed through the inside of the staying portion of the light incident on the side surface of the staying portion;
A monitoring device for determining deterioration of the lubricating oil based on the amount of light detected by the first and second sensors,
The monitoring device
A calculation unit that calculates a difference between the detected light amount of the first sensor and the detected light amount of the second sensor when the circulation channel is stopped;
A correction unit that corrects the amount of light detected by the first sensor when the circulation channel is operating, using the difference calculated by the calculation unit as a correction value;
A gear lubricant detection device including a first determination unit that determines deterioration of the lubricant based on the detected light amount of the first sensor corrected by the correction unit.
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