KR101087518B1

KR101087518B1 - 풍력 발전 장치

Info

Publication number: KR101087518B1
Application number: KR1020097014033A
Authority: KR
Inventors: 야스시 오카노
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2011-11-28
Also published as: EP2357360A1; WO2010044171A1; KR20100077128A; US20100329869A1; CA2671237A1; JP5031031B2; JPWO2010044171A1; EP2357360A4; US8672093B2; CA2671237C; CN101790641B; CN101790641A

Abstract

윤활유 배관의 히터 가열을 완전히 정지하거나, 혹은, 히터 가열 지점을 필요 최소한으로 삭감할 수 있는 풍력 발전 장치를 제공한다. 풍력 발전 장치 (1) 는, 윤활유 저장 탱크 (21) 내의 윤활유 (L) 를 윤활유 펌프 (22) 에 접속된 윤활유 배관 (23) 을 통하여 순환시키고, 윤활유 배관 (23) 에 접속된 주베어링 (12) 에 윤활유 (L) 를 공급하여 윤활하는 윤활 시스템 (20) 을 구비하고 있다. 이 윤활 시스템 (20) 은, 윤활유 펌프 (22) 의 정지시에 형성되고, 윤활유 (L) 를 자연 낙하시켜 윤활유 저장 탱크 (21) 내에 회수하는 윤활유 회수 계통을 구비하고 있다.

Description

풍력 발전 장치{WIND TURBINE GENERATOR}

본 발명은, 한랭지 전용의 풍력 발전 장치에 관한 것으로, 특히, 저온 시동시에 있어서의 윤활유의 유동성을 확보할 수 있는 풍력 발전 장치에 관한 것이다.

풍력 발전 장치는, 풍차 날개를 구비한 로터 헤드가 풍력을 받아 회전하고, 이 회전을 증속기에 의해 증속시켜 발전기를 구동함으로써 발전하는 장치이다. 이 때문에, 풍력 발전 장치에는, 예를 들어 증속기나 베어링 등과 같이 윤활을 필요로 하는 슬라이딩부가 존재하고, 윤활유 탱크 내로부터 윤활유 펌프를 사용하여 슬라이딩부에 윤활유를 공급하는 윤활 시스템이 형성되어 있다.

유압 작업 기계의 유압 회로에 있어서는, 엔진 시동시의 난기 운전 및 작업 중의 히트 밸런스를 간단하고 확실하게 확보하는 구성이 제안되어 있다. 이 종래 기술은, 오일 쿨러의 유무가 상이한 냉각 유로 및 비냉각 유로를 형성하고, 방향 전환 밸브에 의해 윤활유 탱크로 되돌리는 반환유의 유로를 선택 전환할 수 있도록 구성되어 있다. (예를 들어, 특허 문헌 1 참조)

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2005-155698호

발명의 개시

그런데, 한랭지에 설치되는 풍력 발전 장치는, 예를 들어 외기 (外氣) 온도가 -30℃ 이상의 저온이 되는 조건에서 시동하는 경우가 있고, 시동시의 배관이나 기기 자체의 온도가 -40℃ 정도의 저온에 달하는 경우도 생각할 수 있다. 이와 같은 저온 조건에서는, 윤활유의 동 (動) 점도가 비약적으로 상승하므로, 시동시의 윤활유의 유동성을 확보하기 위해서는, 윤활유 배관을 히터 등에 의해 강제로 가열할 필요가 있었다.

즉, 정전시나 풍력 발전 장치의 정지시에 윤활유 펌프가 멈추면, 윤활유 배관 중에는 순환 중인 윤활유가 잔류하게 된다. 이 때, 주위의 환경이 저온인 경우, 윤활유 배관 내에 잔류한 윤활유가 냉각되기 때문에, 동점도가 상승하여 유동성을 악화시킨다. 이 결과, 윤활유의 동점도가 높은 상태에서 윤활유 펌프를 시동하면, 압력 손실의 증대로 인해 펌프 부하가 증가되어, 펌프 트립 등의 문제를 일으킬 우려가 있다.

이 때문에, 특히 윤활유 배관의 윤활유 잔류부에 대해서는, 배관 전체를 가열하는 대응책이 필요하게 된다.

그러나, 히터를 사용한 윤활유 잔류부의 가열은, 여분의 에너지를 소비하는 것에 더하여, 히터에 문제가 생겼을 경우에 윤활유의 동점도 상승을 회피할 수 없다는 리스크를 갖고 있다. 따라서, 한랭지에 있어서의 풍력 발전 장치의 신뢰성을 향상시키기 위해서는, 윤활유 배관의 히터 가열을 완전히 멈추거나, 혹은, 히터 가열 지점을 필요 최소한으로 삭감하는 것이 바람직하다.

본 발명은, 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적하는 바는, 윤활유 배관의 히터 가열을 완전히 멈추거나, 혹은, 히터 가열 지점을 필요 최소한으로 삭감할 수 있는 풍력 발전 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해, 이하의 수단을 채용한다.

본 발명에 관련된 풍력 발전 장치는, 윤활유 저장 공간 내의 윤활유를 윤활유 펌프에 접속된 윤활유 유로를 통하여 순환시키고, 상기 윤활유 유로에 접속된 슬라이딩부에 윤활유를 공급하여 윤활하는 윤활 시스템을 구비하고 있는 풍력 발전 장치에 있어서,

상기 윤활 시스템이, 상기 윤활유 펌프의 정지시에 형성되고, 윤활유를 자연 낙하시켜 상기 윤활유 저장 공간 내에서 회수하는 윤활유 회수 계통을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

이와 같은 풍력 발전 장치에, 윤활 시스템이, 윤활유 펌프의 정지시에 형성되고, 윤활유를 자연 낙하시켜 윤활유 저장 공간 내에서 회수하는 윤활유 회수 계통을 구비하고 있으므로, 정전시나 풍력 발전 장치의 정지시에 윤활유 펌프의 운전이 정지되면, 윤활유 회수 계통이 형성되어 윤활 시스템 내의 윤활유를 자연 낙하시켜 윤활유 저장 공간 내에 회수할 수 있다. 즉, 정전 등에 의해 윤활유 펌프의 운전이 정지되는 윤활유 회수시에는, 윤활유 회수 계통을 통하여 윤활유를 윤활유 저장 공간 내에 자연 낙하시킴으로써, 윤활유 유로 내에 잔류하는 윤활유를 없앨 수 있다.

상기의 발명에 있어서, 상기 윤활유 회수 계통은, 상기 윤활유 유로의 토출측 낮은 위치에 배치 형성한 역지 밸브와, 상기 역지 밸브의 하류측 바로 근처에서 분기되어 상기 윤활유 저장 공간에 접속되는 윤활유 반환 유로와, 상기 윤활유 반환 유로에 배치 형성되어 통상 운전시에 폐쇄됨과 함께 윤활유 회수시에 개방되는 자동 개폐 밸브를 구비하여 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성에 의해, 윤활유 펌프의 운전이 정지되는 윤활유 회수시에는, 윤활유 반환 유로의 자동 개폐 밸브를 개방으로 하여 윤활유 회수 계통이 형성된다. 이 때문에, 윤활유 유로의 토출측에서 역지 밸브보다 높아, 윤활유 유로의 최고 위치보다 상류측에 잔존하는 윤활유는 중력에 의해 자연 낙하되고, 윤활유 반환 유로를 통과하여 윤활유 저장 공간에 회수된다. 또한, 윤활유 유로의 최고 위치보다 하류측의 윤활유는, 그대로 윤활유 유로에서 자연 낙하하여 윤활유 저장 공간에서 회수된다.

상기의 발명에 있어서, 상기 윤활유 유로의 최고 위치에, 상기 윤활유 회수시에 대기와 연통하는 에어 벤트를 형성하는 것이 바람직하고, 이로써, 윤활유 회수시에 있어서의 윤활유 유로 내의 윤활유는, 윤활유 유로의 최고 위치를 경계로 하여 상류측 및 하류측으로 분리되어, 각각이 윤활유 반환 유로 및 윤활유 유로를 통과하여 원활하게 회수된다.

상기 서술한 본 발명의 풍력 발전 장치에 의하면, 윤활유 펌프의 정지시에 윤활유 시스템의 윤활유 유로로부터 윤활유를 회수할 수 있으므로, 한랭지에 설치하는 경우에도, 윤활유 배관의 히터 가열을 완전히 멈추거나, 혹은, 히터 가열 지점을 필요 최소한으로 삭감할 수 있다.

이 결과, 정전시나 풍력 발전 장치의 정지시에는, 윤활유 잔류부의 가열에 소비하는 에너지를 저감 또는 없앨 수 있다. 즉, 러닝 코스트가 낮은 풍력 발전 장치를 제공할 수 있다. 또, 윤활유 펌프의 시동시에는, 동점도가 상승한 윤활유의 잔류에 의한 펌프 트립 등의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있으므로, 신뢰성이 높은 풍력 발전 장치, 나아가서는 가동률이 높은 풍력 발전 장치를 제공할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 관련된 풍력 발전 장치의 일 실시형태로서 윤활유 공급 계통을 나타내는 도면으로, 윤활유 회수시의 상태가 나타나 있다.

도 2 는 본 발명에 관련된 풍력 발전 장치의 일 실시형태로서 윤활유 공급 계통을 나타내는 도면으로, 통상적으로 운전시의 상태가 나타나 있다.

도 3 은 본 발명에 관련된 풍력 발전 장치의 전체 구성예를 나타내는 도면이다.

부호의 설명

1 풍력 발전 장치

3 나셀

4 로터 헤드

5 풍차 날개

10 주축

11 증속기

12 주베어링

20, 20A 윤활 시스템

21, 21A 윤활유 저장 탱크

22, 22A 윤활유 펌프

23, 23A 윤활유 배관

24, 24A 오일 쿨러

25, 25A 역지 밸브

26, 26A 윤활유 반환 배관

27, 27A, 29, 29A 자동 개폐 밸브

L 윤활유

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명에 관련된 풍력 발전 장치의 일 실시형태를 도 1 내지 도 3 을 참조하여 설명한다.

도 3 에 나타내는 풍력 발전 장치 (1) 는, 기초 (B) 상에 세워 설치되는 지주 ( 「타워」라고도 한다. ; 2) 와, 지주 (2) 의 상단에 설치되는 나셀 (3) 과, 대략 수평인 회전 축선 둘레에 회전 가능하게 지지되어 나셀 (3) 에 형성되는 로터 헤드 (4) 를 갖고 있다.

로터 헤드 (4) 에는, 그 회전 축선 둘레에 방사상으로서 복수 개 (예를 들어 3 개) 의 풍차 회전 날개 (5) 가 장착되어 있다. 이로써, 로터 헤드 (4) 의 회전 축선 방향으로부터 풍차 회전 날개 (5) 에 닿은 바람의 힘이 로터 헤드 (4) 를 회전 축선 둘레로 회전시키는 동력으로 변환되도록 되어 있다.

그리고, 상기 서술한 풍력 발전 장치 (1) 는, 나셀 (3) 의 내부에 설치되어 드라이브 트레인을 구성하는 증속기나 발전기를 구비하고 있다.

풍력 발전 장치 (1) 의 드라이브 트레인은, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 로터 헤드 (4) 와 함께 회전하는 주축 (10) 에 연결된 증속기 (11) 나 도시 생략된 발전기를 구비하고 있다. 이 드라이브 트레인은, 로터 헤드 (4) 의 회전을 증속기 (11) 로 증속시켜 발전기를 구동함으로써, 발전기에 의한 발전을 실시하도록 구성되어 있다.

상기 서술한 풍력 발전 장치 (1) 에 있어서는, 드라이브 트레인 등의 슬라이딩부에 윤활유를 공급하여 윤활을 실시하는 윤활 시스템이 형성되어 있다. 이하에서는, 슬라이딩부를 윤활하는 윤활 시스템의 일례로서, 증속기 (11) 및 주축 (10) 을 지지하는 주베어링 (12) 에 윤활유를 공급하는 윤활유 공급계 등의 구성예를 도 1 및 도 2 에 기초하여 설명한다.

도 1 은 윤활유 회수시에 윤활유가 흐르는 상태 (윤활유 유로) 를, 도 2 는 통상 운전시에 윤활유가 흐르는 상태 (윤활유 유로) 를, 각각 윤활유의 흐름 방향을 화살표로 나타내고 있다. 또한, 각 밸브의 개폐 상태에 대해서는, 폐쇄 상태에 있는 것을 검은색으로 표시하고 있다.

먼저, 주베어링 (12) 의 윤활 시스템 (20) 에 대해 설명한다.

이 윤활 시스템 (20) 은, 윤활유 저장 탱크 (윤활유 저장 공간 ; 21) 내의 윤활유 (L) 를 윤활유 펌프 (22) 에 접속된 윤활유 배관 (윤활유 유로 ; 23) 을 통 하여 순환시킴으로써, 윤활유 배관 (23) 에 접속된 주베어링 (12) 에 윤활유 (L) 를 공급하여 윤활하는 것이다. 또한, 주베어링 (12) 을 윤활한 윤활유 (L) 는, 윤활유 저장 탱크 (21) 에 회수된다.

또, 도시한 윤활유 시스템 (20) 은, 순환되는 윤활유 (L) 의 온도 상승을 방지하기 위해, 윤활유 펌프 (22) 와 주베어링 (12) 사이에 오일 쿨러 (24) 를 구비하고 있다.

그리고, 도시한 윤활유 시스템 (20) 에는, 윤활유 펌프 (22) 의 정지시에 형성되고, 윤활유 (L) 를 자연 낙하시켜 윤활유 저장 탱크 (21) 에 회수하는 윤활유 회수 계통을 구비하고 있다. 이 윤활유 회수 계통은, 윤활유 배관 (23) 의 토출측 낮은 위치에 배치 형성된 역지 밸브 (25) 와, 역지 밸브 (25) 의 하류측 바로 근처에서 분기되어 윤활유 저장 탱크 (21) 에 접속되는 윤활 반환 배관 (유로 ; 26) 과, 윤활유 반환 배관 (26) 에 배치 형성되어 통상 운전시에 폐쇄됨과 함께 윤활유 회수시에 개방되는 자동 개폐 밸브 (27) 를 구비하여 구성된다.

이 경우, 윤활유 저장 탱크 (21) 및 윤활유 펌프 (22) 는, 상하 방향에서 가장 낮은 위치에 있다.

또, 상기 서술한 윤활유 시스템 (20) 은, 윤활유 유로를 형성하는 윤활유 배관 (23) 의 최고 위치에, 윤활유 회수시에 대기와 연통하는 에어 벤트 (28) 를 구비하고 있다. 이 경우의 에어 벤트 (28) 는, 통상 운전시에 폐쇄됨과 함께 윤활유 회수시에 개방되는 자동 개폐 밸브 (29) 를 구비하고, 윤활유 시스템 (20) 에 있어서 가장 높은 위치에 설치된 오일 쿨러 (24) 의 출구 배관부로부터 분기되어 장착되어 있다.

또한, 상기 서술한 자동 개폐 밸브 (27, 29) 는, 모두 통상 운전시에는 전체 폐쇄 상태에 있고, 윤활유 회수시에는 자동적으로 전체 개방이 되는 개폐 밸브로서, 예를 들어 유체인 윤활유의 압력 차를 이용한 다이어그램식이나 정전시 자동 개방되는 것, 비상 전원을 이용하여 개폐 동작하는 것 등, 주지 (周知) 된 개폐 밸브를 적절히 선택하여 사용하면 된다.

또, 도시한 윤활유 시스템 (20) 은, 윤활유 (L) 를 냉각시키는 오일 쿨러 (24) 를 구비하고 있는데, 이 오일 쿨러 (24) 의 상류측이 되는 입구 배관부에는, 윤활유 배관 (23) 으로부터 분기됨과 함께 역지 밸브 (30) 를 구비하고 있는 쿨러 바이패스 배관 (유로 ; 31) 이 형성되어 있다. 이 쿨러 바이패스 배관 (31) 은, 윤활유 배관 (23) 을 통하여 윤활유 저장 탱크 (21) 에 접속되어 있다.

이와 같이 구성된 윤활 시스템 (20) 은, 도 2 에 나타내는 통상 운전시에 있어서, 윤활유 펌프 (22) 가 운전됨으로써, 윤활유 저장 탱크 (21) 내의 윤활유 (L) 가 도면 중에 화살표로 나타내는 바와 같이 윤활유 배관 (23) 을 통과하여 순환된다.

즉, 윤활유 저장 탱크 (21) 내의 윤활유 (L) 는, 윤활유 펌프 (22) 에 승압되어 윤활유 배관 (23) 으로 유출된다. 이 윤활유 (L) 는, 역지 밸브 (25) 를 통과하여 윤활유 배관 (23) 을 상승하고, 오일 쿨러 (24) 에 유입된다. 이 때, 자동 개폐 밸브 (27) 는 폐쇄되어 있으므로, 분기점 A 를 통과하는 윤활유 (L) 의 전체량이 오일 쿨러 (24) 에 유도된다.

또, 역지 밸브 (30) 에 대해서도, 내부에 형성된 스프링의 탄성 지지력에 의해 폐쇄되어 있으므로, 분기점 B 를 통과하는 윤활유의 전체량이 오일 쿨러 (24) 로 유도된다. 그러나, 예를 들어 오일 쿨러 (24) 의 필터가 폐색되어 유로 저항을 증가시킨 경우 등, 윤활유 (L) 의 압력 상승에 의해 역지 밸브 (30) 가 개방이 되므로, 윤활유 (L) 는 오일 쿨러 (24) 를 바이패스하는 쿨러 바이패스 배관 (31) 을 통과하여 주베어링 (12) 에 공급된다.

오일 쿨러 (24) 를 통과하는 윤활유 (L) 는, 외기와의 열 교환에 의해 냉각된다. 또한, 통상 운전시에 있어서는, 분기점 C 로부터 분기된 배관에 형성되어 있는 자동 개폐 밸브 (29) 가 전체 폐쇄 상태에 있기 때문에, 윤활유 (L) 는 에어 벤트 (28) 를 통과하여 배관 경로 밖으로 유출되는 경우는 없다.

오일 쿨러 (24) 에 의해 냉각된 윤활유 (L) 는, 윤활유 유로 (23) 를 통과하여 주베어링 (12) 에 공급된다. 이 윤활유 (L) 는, 필요 지점을 윤활한 후, 윤활유 배관 (23) 을 통과하여 윤활유 저장 탱크 (21) 에 되돌려진다.

또, 역지 밸브 (30) 가 전체 폐쇄로 되어 있으므로, 분기점 D 를 통과하는 윤활유 (L) 의 전체량이 주베어링 (12) 에 공급된다. 그러나, 예를 들어 오일 쿨러 (24) 의 필터가 폐색되어 유로 저항을 증가시킨 경우 등, 윤활유 (L) 의 압력 상승에 의해 역지 밸브 (30) 가 개방이 되므로, 윤활유 (L) 는 오일 쿨러 (24) 를 바이패스하는 쿨러 바이패스 배관 (31) 을 통과하여 주베어링 (12) 에 공급된다.

이하, 윤활유 (L) 는 동일한 경로를 따라 윤활유 배관 (23) 을 순환하고, 주베어링 (12) 의 윤활이 계속하여 실시된다,

다음으로, 정전이나 규정 이상의 강풍 등에 의해 풍력 발전 장치 (1) 의 운전을 정지시키는 경우에는, 윤활유 펌프 (22) 의 운전도 정지된다. 이와 같은 윤활유 펌프 (22) 의 정지시에는, 윤활유 배관 (23) 내에 잔류하는 윤활유 (L) 를 윤활유 저장 탱크 (21) 에 회수하여, 한랭지에 있어서의 윤활유 (L) 의 동점도 상승을 방지한다.

이와 같은 윤활유 회수시에는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 윤활유 펌프 (22) 의 운전이 정지됨과 함께, 자동 개폐 밸브 (27, 29) 가 전체 개방이 된다.

이 결과, 윤활유 배관 (23) 의 분기점 C 는, 에어 벤트 (28) 를 통하여 대기에 연통한 상태가 된다. 따라서, 분기점 C 보다 윤활유 펌프 (22) 측이 되는 윤활유 배관 (23) 내에 잔류하고 있는 윤활유 (L) 는, 낮은 위치에 있는 분기점 A 까지 중력에 의해 자유 낙하한 후, 자동 개폐 밸브 (27) 가 개방된 상태의 윤활유 반환 유로 (26) 에 유입되어 윤활유 저장 탱크 (21) 에 회수된다.

한편, 분기점 C 보다 주베어링 (12) 측이 되는 윤활유 배관 (23) 내에 잔류하는 윤활유 (L) 는, 낮은 위치에 있는 분기점 D 및 주베어링 (12) 을 통과하여 윤활유 저장 탱크 (21) 까지 자유 낙하하여 회수된다.

다음으로, 증속기 (11) 의 윤활 시스템 (20A) 에 대해 설명한다.

이 윤활 시스템 (20A) 은, 윤활유 저장 탱크 (21A) 로서 증속기 (11) 의 케이싱 (11a) 이 사용되고 있다. 즉, 케이싱 (11a) 의 바닥부에 저장된 윤활유 (L) 는, 윤활유 펌프 (22A) 에 접속된 윤활유 배관 (23A) 을 통하여 증속기 (11) 의 슬라이딩부에 공급되고. 증속기 (11) 내의 필요 지점을 윤활하여 케이싱 바닥부 의 윤활유 저장 탱크 (21A) 에 회수되는 것이다.

또, 이 경우의 윤활유 시스템 (20A) 은, 윤활유 (L) 의 온도 상승을 방지하기 위해, 윤활유 펌프 (22) 와 증속기 (11) 사이에 오일 쿨러 (24A) 를 구비하고 있다.

그리고, 도시한 윤활유 시스템 (20A) 에는, 윤활유 펌프 (22A) 의 정지시에 형성되고, 윤활유 (L) 를 자연 낙하시켜 윤활유 저장 탱크 (21A) 에 회수하는 윤활유 회수 계통을 구비하고 있다. 이 윤활유 회수 계통은, 윤활유 배관 (23A) 의 토출측 낮은 위치에 배치 형성된 역지 밸브 (25A) 와, 역지 밸브 (25A) 의 하류측 바로 근처에서 분기되어 윤활유 저장 탱크 (21A) 에 접속되는 윤활유 반환 배관 (26A) 과, 윤활유 반환 배관 (26A) 에 배치 형성되고, 통상 운전시에 폐쇄됨과 함께 윤활유 회수시에 개방되는 자동 개폐 밸브 (27A) 를 구비하여 구성된다.

이 경우, 윤활유 저장 탱크 (21A) 는, 상하 방향에 있어서 가장 낮은 위치에 있다.

또, 상기 서술한 윤활유 시스템 (20A) 은, 윤활유 배관 (23A) 의 최고 위치에 에어 벤트 (28A) 를 구비하고 있다. 이 경우의 에어 벤트 (28A) 는, 통상 운전시에 폐쇄됨과 함께 윤활유 회수시에 개방되는 자동 개폐 밸브 (29A) 를 구비하고, 윤활유 시스템 (20A) 에 있어서 가장 높은 위치에 설치된 오일 쿨러 (24A) 의 출구 배관부로부터 분기되어 장착되어 있다.

또한, 상기 서술한 자동 개폐 밸브 (27A, 29A) 는, 모두 통상 운전시에 있어서 전체 폐쇄 상태에 있고, 윤활유 회수시에는 자동적으로 전체 개방이 되는 주지 된 개폐 밸브이다.

또, 도시한 윤활유 시스템 (20A) 은, 윤활유 (L) 를 냉각시키는 오일 쿨러 (24A) 를 구비하고 있고, 이 오일 쿨러 (24A) 의 상류측이 되는 입구 배관부에는, 윤활유 배관 (23A) 으로부터 분기됨과 함께, 역지 밸브 (30A) 를 구비하고 있는 쿨러 바이패스 배관 (31A) 이 형성되어 있다. 이 쿨러 바이패스 배관 (31A) 은, 윤활유 배관 (23A) 을 통하여 윤활유 저장 탱크 (21A) 에 접속되어 있다.

이와 같이 구성된 윤활 시스템 (20A) 은, 도 2 에 나타내는 통상 운전시에 있어서, 윤활유 펌프 (22A) 가 운전됨으로써, 윤활유 저장 탱크 (21A) 내의 윤활유 (L) 는 윤활유 펌프 (21A) 에 승압되어, 윤활유 배관 (23A) 을 통과하여 순환한다. 이 윤활유 (L) 는, 역지 밸브 (25A) 를 밀어 개방하여 통과하고, 윤활유 배관 (23A) 을 상승하여 오일 쿨러 (24A) 에 유입된다. 이 때, 자동 개폐 밸브 (27A) 는 폐쇄되어 있으므로, 분기점 E 를 통과하는 윤활유 (L) 의 전체량이 오일 쿨러 (24A) 로 유도된다.

또, 역지 밸브 (30A) 에 대해서도, 내부에 형성된 스프링의 탄성 지지력에 의해 폐쇄되어 있으므로, 분기점 F 를 통과하는 윤활유의 전체량이 오일 쿨러 (24A) 에 유도된다.

오일 쿨러 (24A) 를 통과하는 윤활유 (L) 는, 외기와의 열 교환에 의해 냉각된다. 또한, 통상 운전시에 있어서는, 분기점 G 로부터 분기된 배관에 형성되어 있는 자동 개폐 밸브 (29A) 가 전체 폐쇄 상태에 있기 때문에, 윤활유 (L) 는 에어 벤트 (28A) 를 통과하여 배관 경로 밖으로 유출되는 경우는 없다.

오일 쿨러 (24A) 에 의해 냉각된 윤활유 (L) 는, 윤활유 유로 (23A) 를 통과하여 증속기 (11) 에 공급된다. 이 윤활유 (L) 는, 증속기 (11) 내의 필요 지점을 윤활한 후, 윤활유 배관 (23A) 을 통과하여 윤활유 저장 탱크 (21A) 에 되돌려진다. 이 때, 역지 밸브 (30A) 가 전체 폐쇄로 되어 있으므로, 분기점 H 를 통과하는 윤활유 (L) 의 전체량이 증속기 (11) 에 공급된다. 이 경우의 역지 밸브 (30A) 는, 오일 쿨러 (24A) 의 필터 폐색 등에 의해 유로 저항을 증가시킨 경우 등, 윤활유 (L) 의 압력 상승에 의해 개방되므로, 윤활유 (L) 는 오일 쿨러 (24A) 를 바이패스하는 쿨러 바이패스 배관 (31A) 을 통과하여 증속기 (11) 에 공급된다.

이하, 윤활유 (L) 는 동일한 경로를 따라 윤활유 배관 (23A) 을 순환하고, 증속기 (11) 의 윤활이 계속하여 실시된다.

다음으로, 윤활유 펌프 (22A) 의 운전이 정지되는 윤활유 회수시에는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 윤활유 펌프 (22A) 의 운전이 정지됨과 함께, 자동 개폐 밸브 (27A, 29A) 가 전체 개방이 된다.

이 결과, 윤활유 배관 (23A) 의 분기점 G 는, 에어 벤트 (28A) 를 통하여 대기에 연통된 상태가 된다. 분기점 G 보다 윤활유 펌프 (22A) 측이 되는 윤활유 배관 (23A) 내에 잔류하고 있는 윤활유 (L) 는, 낮은 위치에 있는 분기점 E 까지 중력에 의해 자유 낙하한 후, 자동 개폐 밸브 (27A) 가 개방 상태의 윤활유 반환 유로 (26A) 에 유입되어 윤활유 저장 탱크 (21A) 에 회수된다.

한편, 분기점 G 보다 증속기 (11) 측이 되는 윤활유 배관 (23A) 내에 잔류하 는 윤활유 (L) 는, 낮은 위치에 있는 분기점 H 및 증속기 (11) 를 통과하여 윤활유 저장 탱크 (21A) 까지 자유 낙하하여 회수된다.

이와 같이, 본 발명의 풍력 발전 장치 (1) 는, 윤활유 저장 탱크 (21, 21A) 내의 윤활유 (L) 를 윤활유 펌프 (22, 22A) 에 접속된 윤활유 배관 (23, 23A) 을 통하여 순환시키고, 윤활유 배관 (23, 23A) 에 접속된 주베어링 (12) 이나 증속기 (11) 의 슬라이딩부에 윤활유 (L) 를 공급하여 윤활하는 윤활 시스템 (20, 20A) 을 구비하고 있다.

그리고, 이 윤활 시스템 (20, 20A) 은, 윤활유 펌프 (22, 22A) 의 정지시에 형성되는 윤활유 회수 계통을 구비하고 있다. 이 윤활유 회수 계통은, 윤활유 배관 (23, 23A) 및 윤활유 반환 배관 (26, 26A) 을 통과하여, 자연 낙하시킨 윤활유 (L) 를 윤활유 저장 탱크 (21, 21A) 내에 회수할 수 있다.

이 때문에, 윤활 시스템 (20, 20A) 은, 정전시나 풍력 발전 장치 (1) 의 정지시에 윤활유 펌프 (21, 21A) 의 운전이 정지되는 윤활유 회수시에 있어서, 윤활유 배관 (23, 23A) 내에 잔류하는 윤활유를 없앨 수 있다.

즉, 윤활유 회수시에는, 윤활유 반환 유로 (26, 26A) 의 자동 개폐 밸브 (27, 27A) 를 개방으로 하여 윤활유 회수 계통을 형성하므로, 윤활유 배관 (23, 23A) 의 토출측에서 역지 밸브 (25, 25A) 보다 높고, 윤활유 배관 (23, 23A) 의 최고 위치인 분기점 C, G 보다 상류측에 잔존하는 윤활유 (L) 는 중력에 의해 자연낙하하여, 윤활유 반환 유로 (26, 26A) 를 통과하여 윤활유 저장 탱크 (21, 21A) 에 회수된다. 한편, 윤활유 배관 (23, 23A) 의 최고 위치인 분기점 C, G 보다 하 류측에 잔존하는 윤활유 (L) 는, 그대로 윤활유 배관 (23, 23A) 을 자연 낙하하여 윤활유 저장 탱크 (21, 21A) 에 회수된다.

또, 윤활유 배관 (23, 23A) 의 최고 위치가 되는 분기점 C, G 에 에어 벤트 (28, 28A) 를 설치하고, 윤활유 회수시에 대기와 연통시킴으로써, 윤활유 회수시에 있어서의 윤활유 배관 (23, 23A) 내의 윤활유 (L) 는, 윤활유 배관 (23, 23A) 의 최고 위치를 경계로 하여, 상류측과 하류측이 신속하게 분리된다. 이 결과, 명확하게 분리된 윤활유 (L) 는, 각각이 윤활유 반환 유로 (26, 26A) 및 윤활유 배관 (23, 23A) 을 통과하여 원활하게 회수된다.

이와 같이, 상기 서술한 본 발명의 풍력 발전 장치 (1) 에, 윤활유 펌프 (22, 22A) 의 정지시에 윤활유 시스템 (20, 20A) 의 윤활유 배관 (23, 23A) 으로부터 윤활유 (L) 를 확실하게 회수할 수 있기 때문에, 윤활유 (L) 의 동점도 상승이 염려되는 한랭지에 설치하는 경우에도, 윤활유 배관 (23, 23A) 의 히터 가열을 완전히 멈추거나, 혹은, 히터 가열 지점을 필요 최소한으로 삭감할 수 있다.

덧붙여서, 도시한 구성예에서는, 역지 밸브 (25, 25A) 보다 하류측의 윤활유 배관 (23, 23A) 에 잔존하는 윤활유 (L) 가 없어지므로, 이 구간에 히터를 설치하여 가열할 필요가 없다.

이 결과, 정전시나 풍력 발전 장치 (1) 의 정지시에는, 윤활유 잔류부의 가열에 소비하는 에너지를 저감 또는 없앨 수 있다.

또, 윤활유 펌프 (21, 21A) 의 시동시에는, 동점도가 상승된 윤활유 (L) 를 취급할 필요가 없기 때문에, 펌프 트립 등의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있 어, 극한 상태에 있어서의 풍차 기동의 신뢰성이 향상된다.

그런데, 상기 서술한 실시형태에서는, 오일 쿨러 (24, 24A), 에어 벤트 (28, 28A) 및 쿨러 바이패스 배관 (31, 31A) 을 설치하고 있지만, 이들은 필수 구성 요소가 아니고, 필요에 따라 적절히 설치하면 된다.

또, 자동 개폐 밸브 (27, 27A) 를 구비한 윤활유 반환 배관 (26, 26A) 에 대해서는, 상기 서술한 실시형태에서는 1 개로 했지만, 잔존하는 윤활유 (L) 를 완전히 없애기 위해서는, 윤활유 배관 (23, 23A) 의 높낮이가 변화됨에 따라 자동 개폐 밸브 (27, 27A) 를 구비한 윤활유 반환 배관 (26, 26A) 의 수가 적절히 변경되는 것이다.

또, 상기 서술한 실시형태에서는, 주베어링 (12) 및 증속기 (11) 의 윤활 시스템 (20, 20A) 에 적용되고 있지만, 한랭지에 설치되는 풍력 발전 장치 (1) 의 다른 슬라이딩부를 윤활하는 윤활 시스템에도 적용 가능한 것은 말할 필요도 없다,

또한, 본 발명은 상기 서술한 실시형태에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 적절히 변경할 수 있다.

Claims

윤활유 저장 공간 내의 윤활유를 윤활유 펌프에 접속된 윤활유 유로를 통하여 순환시키고, 상기 윤활유 유로에 접속된 슬라이딩부에 윤활유를 공급하여 윤활하는 윤활 시스템을 구비하고 있는 풍력 발전 장치에 있어서,

상기 윤활 시스템이, 상기 윤활유 펌프의 정지시에 형성되고, 윤활유를 자연 낙하시켜 상기 윤활유 저장 공간 내에서 회수하는 윤활유 회수 계통을 구비하고,

상기 윤활유 회수 계통이,

상기 윤활유 유로의 토출측 낮은 위치에 배치 형성된 역지 밸브와,

상기 역지 밸브의 하류측 바로 근처에서 분기되어 상기 윤활유 저장 공간에 접속되는 윤활유 반환 유로와,

상기 윤활유 반환 유로에 배치 형성되어 통상 운전시에 폐쇄됨과 함께 윤활유 회수시에 개방되는 자동 개폐 밸브를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 윤활유 유로의 최고 위치에, 상기 윤활유 회수시에 대기와 연통하는 에어 벤트가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치.