JP2012197723A

JP2012197723A - 風力発電装置及び風力発電装置の弁機能確認方法

Info

Publication number: JP2012197723A
Application number: JP2011062601A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Yushimo; 篤湯下; Toshikazu Hayashi; 利和林; Masato Yamada; 正人山田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2012-10-18
Anticipated expiration: 2031-03-22
Also published as: JP5535970B2

Abstract

【課題】翼のピッチ角を変化させる油圧シリンダに対する作動油の流れを制限するパイロットチェック弁の機能の正常性を、容易に確認することを目的とする。
【解決手段】風力発電装置１０は、翼のピッチ角を変化させる油圧シリンダ３２に対する作動油の流れを制限するパイロットチェック弁４０を備え、翼の回転を停止させている状態においてパイロットチェック弁４０が機能し、翼のピッチ角がフェザー側に固定される。パイロットチェック弁４０は、作動油内へのコンタミナントの混入やパイロットチェック弁シート部の摩耗により、機能が阻害される場合がある。そこで、風力発電装置１０は、翼のピッチ角がフェザー側からファイン側へ変化する過程における、翼の動作状態を検出し、検出した翼の動作状態と、パイロットチェック弁４０が正常に機能している場合における動作状態とを比較することによって、パイロットチェック弁４０の異常の有無を判定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、風力発電装置及び風力発電装置の弁機能確認方法に関するものである。

従来から、風力発電装置に設けられている翼のピッチ角の制御が行われている。

特許文献１には、アクチュエータとして油圧シリンダが用いられ、アクチュエータによってプッシュプルロッドがスライドされることによって、翼のピッチ角を変化させる風力発電装置の翼ピッチ角可変機構が記載されている。

図１１に、油圧シリンダを用いた翼の可変機構の一例を示す。
図１１の例では、ロータハブ（不図示）に少なくともその一カ所が支持される油圧シリンダ２００のピストン２０２が有するロッド２０２Ａの先が、ロータハブに軸受けを介して回動自在に保持される翼の根元軸中心から離れた位置に連結されている。そして、油圧シリンダ２００に作動油が供給され、ピストン２０２が油圧シリンダ２００内を移動することによって、ロッド２０２Ａに連結された翼が軸受けにて旋回し、ピッチ角が変化する。
また、風力発電装置の停止中（停電中）には、翼を閉じ、風を受け流すように翼のピッチ角がフェザー側とされる。この場合、油圧シリンダ２００へ作動油を供給する油圧回路２０４に設けられているパイロットチェック弁２０６によって、油圧シリンダ２００内の作動油の流れが制限されるため、翼のピッチ角がフェザー側で固定される。

特開２００２−３１０３１号公報

しかしながら、例えば、油圧シリンダ２００の交換作業の際等に作動油内にコンタミナント（不純物）が混入や、パイロットチェック弁シート部における摩耗により、パイロットチェック弁２０６の機能が阻害される可能性があった。このような場合、パイロットチェック弁２０６は、作動油の流れを制限できなくなる。その結果、翼のピッチ角は、フェザー側に固定されず、翼が風を強く受けることとなり、例えば、強風速時にロータが過回転となって、風力発電装置の損傷を招く可能性があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、翼のピッチ角を変化させる油圧シリンダに対する作動油の流れを制限するパイロットチェック弁の機能の正常性を、容易に確認できる風力発電装置及び風力発電装置の弁機能確認方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の風力発電装置及び風力発電装置の弁機能確認方法は以下の手段を採用する。

すなわち、本発明に係る風力発電装置は、翼のピッチ角を変化させる油圧シリンダに対する作動油の流れを制限するパイロットチェック弁を備え、前記翼の回転を停止させている状態において前記パイロットチェック弁が機能し、前記翼のピッチ角がフェザー側で固定される風力発電装置であって、前記翼のピッチ角がフェザー側からファイン側へ変化する過程における、前記翼の動作状態を検出する検出手段と、前記パイロットチェック弁が正常に機能している場合に、前記翼のピッチ角をフェザー側からファイン側へ変化させた過程における、前記翼の動作状態である正常時動作状態を予め記憶した記憶手段と、前記検出手段によって検出された前記翼の動作状態と前記記憶手段に予め記憶されている前記正常時動作状態とを比較することで、前記パイロットチェック弁の異常の有無を判定する判定手段と、を備える。

本発明によれば、風力発電装置は、翼のピッチ角を変化させる油圧シリンダに対する作動油の流れを制限するパイロットチェック弁を備え、翼の回転を停止させている状態においてパイロットチェック弁が機能し、翼のピッチ角がフェザー側に固定される。
パイロットチェック弁は、油圧シリンダの交換作業の際等の作動油内にコンタミナント（不純物）の混入や、パイロットチェック弁シート部での摩耗により、パイロットチェック弁の機能が阻害される場合がある。
そこで、風力発電装置は、検出手段によって、翼のピッチ角がフェザー側からファイン側へ変化する過程における、翼の動作状態を検出する。
なお、記憶手段には、パイロットチェック弁が正常に機能している場合に、翼のピッチ角をフェザー側からファイン側へ変化させた過程における、翼の動作状態である正常時動作状態が予め記憶されている。
そして、判定手段によって、検出手段で検出された翼の動作状態と記憶手段に予め記憶されている正常時動作状態とが比較され、パイロットチェック弁の異常の有無が判定される。

すなわち、パイロットチェック弁の機能が阻害されている場合、パイロットチェック弁に油漏れが生じ、油圧シリンダ内の作動油の圧力が低下しているため、翼のピッチ角がフェザー側からファイン側へ変化する過程における翼の動作状態が、正常時動作状態と異なる。そのため、検出手段で検出された翼の動作状態と、正常時動作状態とを比較することで、パイロットチェック弁の異常の有無を判定することができる。
従って、本発明は、翼のピッチ角を変化させる油圧シリンダに対する作動油の流れを制限するパイロットチェック弁の機能の正常性を、容易に確認できる。

また、本発明の風力発電装置は、前記判定手段によって、前記パイロットチェック弁に異常があると判定された場合に、前記油圧シリンダを繰り返し動作させる作動油の流れを生じさせることによって、前記パイロットチェック弁の異常を解消する解消手段と、を備えてもよい。
本発明によれば、油圧シリンダを繰り返し動作させる作動油の流れを生じさせることで、パイロットチェック弁に混在したコンタミナントがパイロットチェック弁から除去されるので、簡易にパイロットチェック弁を異常な状態から正常な状態に戻すことができる。

また、本発明の風力発電装置は、前記動作状態を、前記翼のピッチ角の変化量と前記翼のピッチ角を変化させた時間との関係としてもよい。
本発明によれば、パイロットチェック弁の異常の有無を判定するための翼の動作状態を、翼のピッチ角の変化量と翼のピッチ角を変化させた時間との関係とすることで、翼の動作状態を検出するために新たな構成を加えることなく、より簡易にパイロットチェック弁の異常の有無を判定することができる。なお、上記関係の具体例としては、ピッチ角が所定角度変化するまでに要する動作時間、又は所定時間に変化するピッチ角の大きさである。

また、本発明の風力発電装置は、前記動作状態を、前記油圧シリンダへ供給される作動油の圧力としてもよい。
本発明によれば、パイロットチェック弁の異常の有無を判定するための翼の動作状態を、油圧シリンダへ供給される作動油の圧力とする。作動油の圧力は、パイロットチェック弁の機能が阻害された場合に直接的に影響を受けるので、本発明は、より精度高くパイロットチェック弁の異常の有無を判定することができる。

また、本発明の風力発電装置は、フェザー側となっている前記翼のピッチ角をファイン側へ変化可能なように前記油圧シリンダへ作動油を供給するためのメンテナンスポートを、前記油圧シリンダと通常の運転時に前記油圧シリンダへ作動油を供給するポンプとの間に設け、前記検出手段が、フェザー側となっている前記翼のピッチ角をファイン側へ変化させるために前記メンテナンスポートから作動油が供給された場合における、前記翼の動作状態を検出してもよい。
本発明によれば、フェザー側となっている翼のピッチ角をファイン側へ変化可能なように油圧シリンダへ作動油を供給するために、メンテナンスポートが、油圧シリンダと通常の運転時に油圧シリンダへ作動油を供給するポンプとの間に設けられる。そして、検出手段によって、フェザー側となっている翼のピッチ角をファイン側へ変化させるためにメンテナンスポートから作動油が供給された場合における、翼の動作状態が検出される。

メンテナンスポートは、油圧シリンダへ作動油を供給するポンプよりも、より油圧シリンダに近い位置に設けられている。そのため、メンテナンスポートから作動油を油圧シリンダへ供給する場合の方が、上記ポンプから作動油を油圧シリンダへ供給する場合に比較して、翼の動作状態に対する作動油の圧損の影響等が小さい。
従って、本発明は、より精度高くパイロットチェック弁の異常の有無を判定することができる。

一方、本発明に係る風力発電装置の弁機能確認方法は、翼のピッチ角を変化させる油圧シリンダに対する作動油の流れを制限するパイロットチェック弁を備え、前記翼の回転を停止させている状態において前記パイロットチェック弁が機能し、前記翼のピッチ角がフェザー側で固定される風力発電装置の弁機能確認方法であって、前記翼のピッチ角がフェザー側からファイン側へ変化する過程における、前記翼の動作状態を検出する第１工程と、前記第１工程によって検出した前記翼の動作状態と、前記パイロットチェック弁が正常に機能している場合に、前記翼のピッチ角をフェザー側からファイン側へ変化させた過程における前記翼の動作状態であり、記憶手段に予め記憶されている正常時動作状態と、を比較することで、前記パイロットチェック弁の異常の有無を判定する第２工程と、を含む。

本発明によれば、パイロットチェック弁の機能が阻害され、パイロットチェック弁に油漏れが生じ、油圧シリンダ内の作動油の圧力が低下すると、翼のピッチ角がフェザー側からファイン側へ変化される過程における翼の動作状態が、正常時動作状態と異なるので、検出した翼の動作状態と正常時動作状態とを比較することで、パイロットチェック弁の異常の有無を判定することができる。
従って、本発明は、翼のピッチ角を変化させる油圧シリンダに対する作動油の流れを制限するパイロットチェック弁の機能の正常性を、容易に確認できる。

本発明によれば、翼のピッチ角を変化させる油圧シリンダに対する作動油の流れを制限するパイロットチェック弁の機能の正常性を、容易に確認できる、という優れた効果を有する。

本発明の第１実施形態に係る風力発電装置の外観図である。本発明の第１実施形態に係る翼ピッチ駆動機構の油圧回路図であり、（Ａ）は油圧回路図の全体構成であり、（Ｂ）は翼のピッチ角をフェザー又はファインとした場合のピストンの位置を示す。本発明の第１実施形態に係る風力発電装置の翼のピッチ角の制御に係る電気的構成を示すブロック図である。本発明の第１実施形態に係るパイロットチェック弁の断面図である。本発明の第１実施形態に係るパイロットチェック弁機能確認プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。本発明の第１実施形態に係る翼の動作状態を示す図であり、（Ａ）は翼のピッチ角の時間変化を示すグラフであり、（Ｂ）はポンプから吐出される作動油の圧力を示す図であり、（Ｃ）は制御装置から切替制御弁に出力される切替制御信号の状態を示す図である。本発明の第２実施形態に係る翼ピッチ駆動機構の油圧回路図である。本発明の第２実施形態に係る翼の動作状態を示す図であり、（Ａ）は作動油の圧力の変化を示すグラフであり、（Ｂ）はポンプから吐出される作動油の圧力を示す図であり、（Ｃ）は制御装置から切替制御弁に出力される切替制御信号の状態を示す図である。本発明の第３実施形態に係る翼ピッチ駆動機構の油圧回路図である。本発明の別実施形態に係る翼ピッチ駆動機構の油圧回路図である。従来の翼ピッチ駆動機構の油圧回路図である。

以下に、本発明に係る風力発電装置及び風力発電装置の弁機能確認方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本第１実施形態に係る風力発電装置１０の外観図である。
図１に示す風力発電装置１０は、基礎１２上に立設される支柱１４と、支柱１４の上端に設置されるナセル１６と、略水平な軸線周りに回転可能にしてナセル１６に設けられるロータヘッド１８とを有している。

ロータヘッド１８には、その回転軸線周りに放射状にして複数（本第１実施形態では、一例として３つ）の風車回転翼（以下、単に「翼２０」という）が取り付けられている。これにより、ロータヘッド１８の回転軸線方向から翼２０に当たった風の力が、ロータヘッド１８を回転軸線周りに回転させる動力に変換され、該動力が発電機によって電力に変換される。なお、翼２０は、風向きに対して回動可能なようにロータヘッド１８に連結されており、翼２０のピッチ角が変化可能とされている。

本第１実施形態に係る風力発電装置１０は、翼２０のピッチ角を変化させるために、油圧を用いる。
図２（Ａ）は、本第１実施形態に係る風力発電装置１０の翼ピッチ駆動機構における油圧回路３０の概略図である。なお、油圧回路３０は、ロータヘッド１８に内蔵されている。そして、ナセル１６に内蔵されているポンプが、ロータリジョイント（不図示）を介して、オイルタンク内の作動油を油圧回路３０へ供給（吐出）する。

本第１実施形態に係る油圧回路３０には、翼２０毎に翼２０のピッチ角を変化させるための油圧シリンダ３２が設けられ、各油圧シリンダ３２が有するピストン３４のロッド３４Ａの先には、翼２０が連結されている。
より具体的には、油圧シリンダ３２は、ロータハブ（不図示）に少なくともその一カ所が支持される。ロッド３４Ａは、円柱状に形成された部材であって、油圧シリンダ３２の軸線と略同軸に配置され、当該軸線に沿って直線移動可能に配置されたものである。ロッド３４Ａの先は、ロータハブに軸受けを介して回動自在に保持される翼２０の根元軸中心から離れた位置に連結されている。
油圧シリンダ３２に作動油が供給されると、ピストン３４が油圧シリンダ３２内を移動することに伴い、ロッド３４Ａは、油圧シリンダ３２の軸線に沿って押し出されたり、引き入れられたりする。これにより、ロッド３４Ａに連結された翼２０が、軸受けにて旋回し、ピッチ角が変化する。
そして、図２（Ｂ）に示すように、ピストン３４が油圧シリンダ３２外へ最も押し出された状態では、翼２０のピッチ角はフェザーとなり、ピストン３４が油圧シリンダ３２内へ最も押し込まれた状態では、翼２０のピッチ角はファインとなる。

また、油圧シリンダ３２において、ピストン３４を油圧シリンダ３２内へ押し込む側の油圧室３２Ａには、作動油供給路３６Ａが接続され、ピストン３４を油圧シリンダ３２外へ押し出す側の油圧室３２Ｂには、作動油供給路３６Ｂが接続されている。

作動油供給路３６Ａ，３６Ｂは、分岐部３８Ａ，３８Ｂによって分岐されており、分岐された各作動油供給路３６Ａ，３６Ｂが各油圧シリンダ３２へ作動油を供給することとなる。
このため、図２（Ａ）の例に示される油圧回路３０では、各ピストン３４へ作動油が同様に供給されるので、３つの翼２０のピッチ角は、同じタイミングで同様に変化する。

また、作動油供給路３６Ｂの分岐部３８Ｂよりもポンプ側には、パイロットチェック弁であるパイロットチェック弁４０が設けられている。
パイロットチェック弁４０は、ポンプから油圧室３２Ｂ（図２（Ａ）の右から左）への作動油の流れは制限しないが、油圧室３２Ｂからポンプ（図２（Ａ）の左から右）への作動油の流れを制限する。しかし、パイロットチェック弁４０は、作動油供給路３６Ａから分岐された分岐路４２が接続されており、該分岐路４２を流れる作動油によって、パイロットチェック弁４０の弁体７０（図４も参照）が開かれると、パイロットチェック弁４０による油圧室３２Ｂからポンプへの作動油の流れの制限が解除される。

ここで、本第１実施形態に係る風力発電装置１０は、運転停止中には、油圧室３２Ｂが所定の圧力（例えば、８Ｍｐａ）の作動油で満たされ、ピストン３４が油圧シリンダ３２外へ最も押し出された状態とされる。これによって、翼２０のピッチ角は、フェザー側に位置することとなり、パイロットチェック弁４０によって作動油の流れが制限されるので、翼２０のピッチ角は、フェザー側で固定される。
一方、風力発電装置１０の通常の運転時に、翼２０のピッチ角をファイン側へ変化させる場合には、油圧室３２Ａへ作動油が供給される。このとき、分岐路４２によってパイロットチェック弁４０へも作動油が供給されるため、パイロットチェック弁４０の弁体７０が開き、作動油が油圧室３２Ｂから抜けることとなり、ピストン３４が油圧シリンダ３２内へ押し込まれるので、翼２０のピッチ角がファイン側へ変化する。

なお、油圧室３２Ａへ作動油が供給され、ピストン３４が油圧シリンダ３２内へ押し込まれると、油圧室３２Ｂ内の作動油は、ナセル１６内のオイルタンクへ戻され、同様に、油圧室３２Ｂへ作動油が供給され、ピストン３４が油圧シリンダ３２外へ押し出されると、油圧室３２Ａ内の作動油は、ナセル１６内のオイルタンクへ戻される。

図３は、翼２０のピッチ角の制御に係る風力発電装置１０の電気的構成を示す。
制御装置５０は、風力発電装置１０の全体の制御を司り、入力された信号等に基づいて、油圧回路３０へ作動油を供給するポンプ５２、ポンプ５２による作動油の供給先（油圧油圧室３２Ａ又は油圧室３２Ｂ）を切り替える切替弁５４等の各種制御対象を制御する。

ロータ回転数センサ５６は、ロータヘッド１８の回転数を検出し、回転数信号として制御装置５０へ出力する。

風速センサ５８は、風力発電装置１０に対する風速を検出し、風速信号として制御装置５０へ出力する。

ピッチ角センサ６０は、翼２０のピッチ角を検出し、ピッチ角信号として制御装置５０へ出力する。

記憶部６２は、磁気記憶装置又は半導体記憶装置で構成され、各種情報を記憶する。なお、本第１実施形態に係る記憶部６２は、パイロットチェック弁４０が正常に機能している場合に、翼２０のピッチ角をフェザー側からファイン側へ変化させた過程における、翼２０の動作状態である正常時動作状態を示す正常時動作状態データを予め記憶している。

また、報知部６４は、モニタ及びスピーカ等を含み、風力発電装置１０に対する各種情報を、例えばオペレータへ報知する。

ここで、図４に示すパイロットチェック弁４０の断面図を用いて、パイロットチェック弁４０の動作を詳細に説明する。なお、図４における矢印の向きは、油圧室３２Ａへ作動油が供給されることによって、油圧室３２Ｂから作動油が押し出される場合の作動油の流れを示している。

上述のように、パイロットチェック弁４０は、油圧室３２Ｂに連通する作動油供給路３６Ｂ、分岐路４２、オイルタンクへ連通する作動油供給路３６Ｂが接続される。
油圧室３２Ｂ内の作動油は、弁体７０が閉じることによって、オイルタンク（ポンプ）へ流れないようにされている。ここで、翼２０のピッチ角をファイン側へ変化させるために、油圧室３２Ａへ作動油が供給されると、分岐路４２から該作動油がパイロットチェック弁４０へ流れる。このとき、油圧室３２Ａへ供給される作動油の圧力が所定値（例えば、８Ｍｐａ）を超えると、パイロット弁７２が弁体７０を押し、油圧室３２Ｂに連通する作動油供給路３６Ｂと、オイルタンクへ連通する作動油供給路３６Ｂとが連通する。これにより、油圧室３２Ｂ内の作動油が抜けると共に、ピストン３４が油圧シリンダ３２内に押し込まれ、翼２０のピッチ角がファイン側へ変化する。

次に、本第１実施形態に係る風力発電装置１０の作用を説明する。
本第１実施形態に係る風力発電装置１０は、上述のように、運転停止中には、翼２０のピッチ角をフェザー側に位置させる。そして、パイロットチェック弁４０が機能するので、翼２０のピッチ角は、フェザー側に固定される。
しかし、パイロットチェック弁４０は、パイロットチェック弁シート部の摩耗や油圧シリンダ３２の交換作業の際等に作動油内にコンタミナント（不純物）が混入し、例えば、パイロット弁７２と弁体７０との間にコンタミナントが挟まる等して、パイロットチェック弁４０の機能が阻害される可能性がある。この場合、分岐路４２からの作動油の圧力がパイロット弁７２に加わっていなくても、油圧室３２Ｂ内の作動油がオイルタンクへ流れてしまう。
このように、パイロットチェック弁４０の機能が阻害されると、翼２０のピッチ角がフェザー側へ固定されないため、翼２０のピッチ角が変化してしまう。その結果、翼２０が風を受け、強風速時に翼２０を備えたロータヘッド１８が過回転し、風力発電装置１０の損傷を招く場合があった。

そこで、本第１実施形態に係る風力発電装置１０は、パイロットチェック弁４０が正常に機能するか否かを判定するパイロットチェック弁機能確認処理を行う。

図５は、パイロットチェック弁機能確認処理を行う場合に、制御装置５０によって実行されるパイロットチェック弁機能確認プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、パイロットチェック弁機能確認プログラムは、記憶部の所定領域に予め記憶されている。なお、パイロットチェック弁機能確認処理は、例えば、風力発電装置１０を制御するための制御盤（不図示）を介して、パイロットチェック弁機能確認処理の実行指示が入力された場合に実行される。

まず、ステップ１００では、ピッチ角センサ６０から出力されたピッチ角信号から、翼２０のピッチ角がフェザー側か否かを判定し、肯定判定の場合は、ステップ１０４へ移行し、否定判定の場合は、ステップ１０２へ移行する。

ステップ１０２では、翼２０のピッチ角をフェザー側へ変化させるために、切替弁５４へ切替制御信号（図６（Ｃ）も参照）を出力すると共に、ポンプ５２を駆動させるための駆動信号をポンプへ出力する。

ステップ１０４では、翼２０のピッチ角をファイン側へ変化させるために、切替弁５４へ切替制御信号（図６（Ｃ）も参照）を出力すると共に、ポンプ５２を駆動させるための駆動信号をポンプへ出力し、翼２０のピッチ角がフェザー側からファイン側へ変化する過程における、翼２０の動作状態を検出する。

次のステップ１０６では、記憶部６２から正常時動作状態データを読み出す。

次のステップ１０８では、ステップ１０４で検出した翼２０の動作状態と、ステップ１０６で読み出した正常時動作状態データにより示される翼２０の動作状態とを比較する。
なお、本第１実施形態では、翼２０の動作状態を、翼２０のピッチ角の変化量と翼２０のピッチ角を変化させた時間との関係とする。

図６（Ａ）は、翼２０のピッチ角の時間変化を示すグラフである。
図６（Ａ)の実線は、パイロットチェック弁４０の機能が正常な場合における翼２０のピッチ角の時間変化を示している。すなわち、該実線で示される時間変化が、正常時動作状態データにより示される翼２０の動作状態である。
一方、図６（Ａ)の破線は、パイロットチェック弁４０の機能が異常な場合における翼２０のピッチ角の時間変化を示している。

また、図６（Ｂ）は、ポンプ５２から吐出される作動油の圧力（吐出圧力）を示す図であり、作動油の吐出圧力は、常に一定とされる。
一方、図６（Ｃ）は、制御装置５０から切替弁５４に出力される切替制御信号の状態を示す図であり、切替制御信号は、フェザー、中立、ファインの何れかが選択的に切替弁５４へ出力される。

そして、切替制御信号が中立からフェザーとされた場合、図６（Ａ）に示されるように、翼２０のピッチ角は、変化（上昇）を開始する。その後、切替制御信号がファインとされた場合、図６（Ａ）に示されるように、翼２０のピッチ角は、時間遅れを持って、変化（下降）を開始する。

ここで、パイロットチェック弁４０の機能が阻害されていると、翼２０のピッチ角をファイン側からフェザー側にする場合に、上記時間遅れが短くなり、パイロットチェック弁４０が正常に機能している場合に比較して、翼２０のピッチ角の変化の開始が早い。この理由は、パイロットチェック弁４０の機能が阻害されているため、油圧室３２Ｂの圧力が低下しており、油圧室３２Ａへの作動油の供給が開始されると、パイロットチェック弁４０が正常に機能している場合に比較して、容易に作動油が油圧室３２Ｂから抜けるためである。

そこで、本第１実施形態に係る風力発電装置１０では、翼２０のピッチ角が所定角度に変化するまでに要する動作時間（以下、「第１判定基準」という。）、又は所定時間内に変化する翼２０のピッチ角の大きさ（以下、「第２判定基準」という。）について、ステップ１０４で検出した翼２０の動作状態と正常時動作状態とで比較する。

第１判定基準の具体例としては、ピッチ角がフェザーからフルファインに至るまでの５０％の変化に要した動作時間である。一方、第２判定基準の具体例としては、最低速度駆動でピストン３４が油圧シリンダ３２内に最も押し込まれるのに要する時間の２分の１の時間で、変化するピッチ角の大きさである。

そして、第１判定基準に基づいた動作時間が、正常動作状態よりもステップ１０４で検出した翼２０の動作状態の方が短い場合は、翼２０の動作状態が異常な場合である一方、同じ場合は、翼２０の動作状態が正常な場合である。
また、第２判定基準に基づいたピッチ角の大きさが、正常動作状態よりもステップ１０４で検出した翼２０の動作状態の方が大きい場合は、翼２０の動作状態が異常な場合である一方、同じ場合は、翼２０の動作状態が正常な場合である。

すなわち、パイロットチェック弁４０の機能が阻害され、パイロットチェック弁４０に油漏れが生じ、油圧シリンダ３２内の作動油の圧力が低下すると、翼２０のピッチ角がフェザー側からファイン側へ変化される過程における翼２０の動作状態が、正常時動作状態と異なる。そのため、検出した翼２０の動作状態と正常時動作状態とを比較することで、パイロットチェック弁４０の異常の有無を判定することができる。

次のステップ１１０では、翼２０の動作状態は正常であるか否かを判定し、肯定判定の場合は、ステップ１１２へ移行し、否定判定の場合は、ステップ１１４へ移行する。

ステップ１１２では、報知部６４にパイロットチェック弁４０が正常であることを報知させ、本プログラムを終了する。

ステップ１１４では、報知部６４にパイロットチェック弁４０が異常であることを報知させる。

次のステップ１１６では、本プログラムの実行によって、検出した異常の回数が、所定回数（例えば、５回）以上であるか否かを判定し、肯定判定の場合は、ステップ１２０へ移行し、否定判定の場合は、ステップ１１８へ移行する。

ステップ１１８では、パイロットチェック弁４０の異常を解消させるためのリカバリ動作を行い、リカバリ動作が終了すると、ステップ１００へ戻る。すなわち、本第１実施形態に係るパイロットチェック弁機能確認処理では、パイロットチェック弁４０の異常が解消されるまで、所定回数のリカバリ動作を行うこととなる。

本第１実施形態に係るリカバリ動作とは、油圧シリンダ３２を繰り返し動作させる作動油の流れを、作動油供給路３６Ｂに生じさせることで、パイロットチェック弁４０に混在したコンタミナントをパイロットチェック弁４０から除去させる動作である。
具体的には、翼２０のピッチ角がフェザー側へ変化するように、最低速度でピストン３４を油圧シリンダ３２外へ押し出す作動油の流れと、翼２０のピッチ角がファイン側へ変化するように、最高速度でピストン３４を油圧シリンダ３２内へ押し込む作動油の流れとを数回繰り返し生じさせる。

なお、最低速度でピストン３４を油圧シリンダ３２外へ押し出す理由は、以下のためである。ピストン３４を油圧シリンダ３２外へ押し出す流れは、パイロットチェック弁４０に混在したコンタミナントを、油圧シリンダ３２へ流入させる可能性があり、これを防ぐために大きな流れを作動油に生じさせないためである。
一方、最高速度でピストン３４を油圧シリンダ３２内へ押し込む理由は、以下のためである。ピストン３４を油圧シリンダ３２内へ押し込む流れは、パイロットチェック弁４０に混在したコンタミナントをオイルタンクへ送る流れであるため、大きな流れを作動油に生じさせてより確実にコンタミナントをパイロットチェック弁４０から除去させるためである。
なお、除去されたコンタミナントは、オイルタンク内、又はフィルター等によって取り除かれる。

ステップ１２０では、リカバリ動作を所定回数行っても、翼２０の動作状態が正常とならなかった場合であり、報知部６４にパイロットチェック弁４０の異常を解消できないことを報知させ、本プログラムを終了する。なお、パイロットチェック弁４０の異常が解消できないことを、報知部６４を介して認識したオペレータは、パイロットチェック弁４０の異常を解消させるためのメンテナンス作業を行うこととなる。

以上説明したように、本第１実施形態に係る風力発電装置１０は、翼２０のピッチ角がフェザー側からファイン側へ変化する過程における、翼２０の動作状態を検出し、検出した翼２０の動作状態と記憶部６２に予め記憶されている正常時動作状態とを比較することで、パイロットチェック弁４０の異常の有無を判定する。
従って、本第１実施形態に係る風力発電装置１０は、パイロットチェック弁４０の機能の正常性を、容易に確認できる。

また、本第１実施形態に係る風力発電装置１０は、油圧シリンダ３２を繰り返し動作させる作動油の流れを生じさせることで、パイロットチェック弁４０に混在したコンタミナントをパイロットチェック弁４０から除去するので、簡易にパイロットチェック弁４０を異常な状態から正常な状態に戻すことができる。

また、本第１実施形態に係る風力発電装置１０は、パイロットチェック弁４０の異常の有無を判定するための翼２０の動作状態を、翼２０のピッチ角の変化量と翼２０のピッチ角を変化させた時間との関係とすることで、翼２０の動作状態を検出するために新たな構成を加えることなく、より簡易にパイロットチェック弁４０の異常の有無を判定することができる。

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
図７に本第２実施形態に係る油圧回路３０の構成を示す。なお、図７における図２と同一の構成部分については図２と同一の符号を付して、その説明を省略する。
本第２実施形態に係る油圧回路３０には、油圧シリンダ３２へ供給される作動油の圧力を検出する油圧センサ８０が設けられている。具体的には、油圧センサ８０は、作動油供給路３６Ｂのパイロットチェック弁４０と分岐部３８Ｂとの間に設けられる。

そして、本第２実施形態に係るパイロットチェック弁機能確認処理では、翼２０の動作状態として、油圧センサ８０で検出された圧力を用いる。

図８（Ａ）は、油圧シリンダ３２内の作動油の圧力の変化を示すグラフであり、図８（Ｂ）はポンプ５２から吐出される作動油の圧力を示す図であり、図８（Ｃ）は制御装置５０から切替弁５４に出力される切替制御信号の状態を示す図である。

図８（Ａ）の上段のシリンダ圧力（ＰＡ）とは、油圧室３２Ａ内の作動油の圧力である。翼２０のピッチ角がファインとされる場合、パイロットチェック弁４０の異常時（破線）のシリンダ圧力（ＰＡ）は、パイロットチェック弁４０の正常時（実線）のシリンダ圧力（ＰＡ）に比較して、圧力の上昇のタイミングが遅い。これは、パイロットチェック弁４０の異常によって、油圧室３２Ｂの圧力が保たれていないためである。
一方、図８（Ａ）の下段のシリンダ圧力（ＰＢ）とは、油圧室３２Ｂ内の作動油の圧力である。パイロットチェック弁４０の異常時（破線）におけるシリンダ圧力（ＰＢ）は、翼２０のピッチ角がフェザーとされた後、吐出圧力Ｐｓに保たれない。これは、パイロットチェック弁４０の異常によって、油圧室３２Ｂの圧力が容易に抜けるためである。

そこで、本第２実施形態に係るパイロットチェック弁機能確認処理では、翼２０の動作状態として油圧センサ８０で検出された圧力と正常時動作状態のシリンダ圧力（ＰＢ）とを比較することによって、パイロットチェック弁４０の異常の有無を判定する。
作動油の圧力は、パイロットチェック弁４０の機能が阻害された場合に直接的に影響を受けるので、本第２実施形態に係る風力発電装置１０は、より精度高くパイロットチェック弁４０の異常の有無を判定することができる。

なお、油圧センサ８０を、作動油供給路３６Ａの分岐部３８Ａよりもポンプ５２側に設け、検出した翼２０の動作状態として油圧センサ８０で検出された圧力と正常時動作状態とを比較することによって、パイロットチェック弁４０の異常の有無を判定してもよい。

〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
図９に本第３実施形態に係る油圧回路３０の構成を示す。なお、図９における図２と同一の構成部分については図２と同一の符号を付して、その説明を省略する。
本第３実施形態に係る油圧回路３０には、油圧シリンダ３２へ作動油を供給するためのメンテナンスポート８２が、油圧シリンダ３２とポンプ５２との間（油圧供給路３６Ａの分岐部３８Ａよりもポンプ５２側）に設けられる。
なお、メンテナンスポート８２には、フェザー側となっている翼２０のピッチ角をファイン側へ変化可能なようにポンプ８４が接続されている。

本第３実施形態に係るパイロットチェック弁機能確認処理では、フェザー側となっている翼２０のピッチ角をファイン側へ変化させるために、メンテナンスポート８２からポンプ８４を用いて作動油が供給された場合における、翼２０の動作状態を検出する。
そして、本第３実施形態に係るパイロットチェック弁機能確認処理では、上記動作状態と正常時動作状態とで比較することによって、パイロットチェック弁４０の異常の有無を判定する。なお、正常時動作状態も、パイロットチェック弁４０が正常に機能している場合であって、メンテナンスポート８２から作動油が供給された場合における、翼２０の動作状態で有ることが好ましい。

このように、メンテナンスポート８２は、通常の運転時に油圧シリンダ３２へ作動油を供給するポンプ５２よりも、より油圧シリンダ３２に近い位置に設けられている。そのため、メンテナンスポート８２から作動油を油圧シリンダ３２へ供給する場合の方が、ポンプ５２から作動油を油圧シリンダ３２へ供給する場合に比較して、翼２０の動作状態に対する作動油の圧損の影響等が小さい。
従って、本第３実施形態に係る風力発電装置１０は、より精度高くパイロットチェック弁４０の異常の有無を判定することができる。

以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変化または改良を加えることができ、該変化または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、図１０に示すように、第２実施形態に係る油圧センサ８０と第３実施形態に係るポンプ８４とを油圧回路３０に設ける形態としてもよい。この形態の場合、パイロットチェック弁４０の異常の有無を判定するために用いる翼２０の動作状態として、第１実施形態から第３実施形態で説明した動作状態の何れが用いられてもよい。

また、上記各実施形態では、ピストン３４が油圧シリンダ３２外へ最も押し出された状態で、翼２０のピッチ角がフェザーとなり、ピストン３４が油圧シリンダ３２内へ最も押し込まれた状態で、翼２０のピッチ角がファインとなる形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ピストン３４が油圧シリンダ３２外へ最も押し出された状態で、翼２０のピッチ角がファインとなり、ピストン３４が油圧シリンダ３２内へ最も押し込まれた状態で、翼２０のピッチ角がフェザーとなる形態としてもよい。この形態の場合、パイロットチェック弁４０は、作動油供給路３６Ａに設けられることとなる。

また、上記各実施形態では、翼２０毎に油圧シリンダ３２が備えられているものの、油圧シリンダ３２へ作動油を供給する作動油供給路３６Ａ，３６Ｂは共通化され、全ての翼２０のピッチ角が同じタイミングで同様に変化する形態ついて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、翼２０毎に油圧シリンダ３２が備えられ、作動油供給路３６Ａ，３６Ｂは共通化されず、翼２０のピッチ角が各々独立して変化する形態としてもよい。この形態の場合、各油圧シリンダ３２の作動油供給路３６Ｂ毎にパイロットチェック弁４０が設けられる。
さらに、複数の翼２０のピッチ角を一つの油圧シリンダ３２で変化させる形態としてもよい。

１０風力発電装置
２０翼
３２油圧シリンダ
４０パイロットチェック弁
５０制御装置
６０ピッチ角センサ
６２記憶部
８０油圧センサ
８２メンテナンスポート

Claims

翼のピッチ角を変化させる油圧シリンダに対する作動油の流れを制限するパイロットチェック弁を備え、前記翼の回転を停止させている状態において前記パイロットチェック弁が機能し、前記翼のピッチ角がフェザー側で固定される風力発電装置であって、
前記翼のピッチ角がフェザー側からファイン側へ変化する過程における、前記翼の動作状態を検出する検出手段と、
前記パイロットチェック弁が正常に機能している場合に、前記翼のピッチ角をフェザー側からファイン側へ変化させた過程における、前記翼の動作状態である正常時動作状態を予め記憶した記憶手段と、
前記検出手段によって検出された前記翼の動作状態と前記記憶手段に予め記憶されている前記正常時動作状態とを比較することで、前記パイロットチェック弁の異常の有無を判定する判定手段と、
を備えた風力発電装置。
前記判定手段によって、前記パイロットチェック弁に異常があると判定された場合に、前記油圧シリンダを繰り返し動作させる作動油の流れを生じさせることによって、前記パイロットチェック弁の異常を解消する解消手段と、
を備えた請求項１記載の風力発電装置。
前記動作状態は、前記翼のピッチ角の変化量と前記翼のピッチ角を変化させた時間との関係である請求項１又は請求項２記載の風力発電装置。
前記動作状態は、前記油圧シリンダへ供給される作動油の圧力である請求項１から請求項３の何れか１項記載の風力発電装置。
フェザー側となっている前記翼のピッチ角をファイン側へ変化可能なように前記油圧シリンダへ作動油を供給するためのメンテナンスポートを、前記油圧シリンダと通常の運転時に前記油圧シリンダへ作動油を供給するポンプとの間に設け、
前記検出手段は、フェザー側となっている前記翼のピッチ角をファイン側へ変化させるために前記メンテナンスポートから作動油が供給された場合における、前記翼の動作状態を検出する請求項１から請求項４の何れか１項記載の風力発電装置。
翼のピッチ角を変化させる油圧シリンダに対する作動油の流れを制限するパイロットチェック弁を備え、前記翼の回転を停止させている状態において前記パイロットチェック弁が機能し、前記翼のピッチ角がフェザー側で固定される風力発電装置の弁機能確認方法であって、
前記翼のピッチ角がフェザー側からファイン側へ変化する過程における、前記翼の動作状態を検出する第１工程と、
前記第１工程によって検出した前記翼の動作状態と、前記パイロットチェック弁が正常に機能している場合に、前記翼のピッチ角をフェザー側からファイン側へ変化させた過程における前記翼の動作状態であり、記憶手段に予め記憶されている正常時動作状態と、を比較することで、前記パイロットチェック弁の異常の有無を判定する第２工程と、
を含む風力発電装置の弁機能確認方法。