JPS5941681A - 風力利用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、風力を液圧１こ変換し、この欣圧を利用して
例えば暖房システムや給湯システム等を構成し得るよう
ｌこした風力利用装置ｌこ関するものである。

近時、クリーンエ不ルキーの利用技術ｌこ関する研究が
盛んであり、その−環として、風の工不ルキー　＋　熱
エネルギー１こ変換し、その熱エネルギーを暖房その他
ｌこ利用することができるようＩこし１こ液圧式の風力
発熱装置が開発されている。以下この発明を風力発熱装
置ｆこついて説明するが、従来のこの抑風力発熱装置と
して、風車ｌこより駆動される液圧ポツプと、この液圧
ポンプから吐出される作動液を循環させるためのメイン
回路と、このメイン回路の途中ｌこ設けられ絞り作用１
こよって前記作動液を加速して昇温させるオリフィスと
、前記メイン回路を流れる昇温した作動液から熱を取り
出すための熱交換器とを具備してなり、前記熱交換器１
こより取り出した熱を適宜利用ｌこ供し得る才う１こし
たものがある。

ところが、単１ここれｔごけのものでは、きわめて強い
風が吹き荒れｔコような場合、風車の回転速度が晶くな
りすぎて遠心力等Ｉこよる破損を招くおそれがめる。そ
いため、従来は、前記メイン回路のｍ　中ｔこメインバ
ルブを介設し、このメインバルブを該メイン回路の流量
を検知して作動する速度制御機構ｌこより直接ｊこ開閉
制御することＩＣよってｍＩ記メイン回路の流星、ひい
ては、前記風車の回転速度を一定以下の値）こ制限する
ようＩこしている。

しかしながら、このような構成のものでは、装置が大規
模ＩＣなってメイン回路の流量が多くなるとｎ■記メイ
ンバルブを開閉制御するための速度制御機構が非常１こ
大がかりなものｌこなり、コンパクト化が難しくなると
いう不都合がある。

本発明は、このような事情１こ着目しでなされたもので
、メイン回路１こ介設するメインバルブをパイロットＩ
ＩＥ駆ｆｔｔ１式ｆｆｉもの足し、このパイロット圧を
前記メイン回路の発熱手段前後の差圧を検知して作動す
る減圧バルブｌこより変化させて前記メインバルブを間
接的に開閉制御し得るようｉこ構成することｌこよって
、前述した不都合を効果的ｌこ解消することができる風
力利用装置ｌｌ￥を提供するものである。

以下、本発明を風力発熱装置として実施した例Ｉこつい
て図面を参照して説明する。

風力を受けて回転する風車ＩＩこよって液圧ポツプ２を
駆動し、この液圧ポツプ２の吐出口２ａｆ）＞　ラ吐出
される高圧の作動液Ａをメイン回路３内を循環させて該
液圧ポンプ２の吸入口２　＋）へ戻ｔようｌこしている
。そして、このメイン回路３の途中１こ、絞り作用Ｉこ
よって前記作即１液Ａを加速して昇温させるための発熱
手段たるオリフィス４と、前記メイン回路３を流れる昇
温した作動液Ａから熱を取り出すための熱取出手段ｔこ
ろ熱交換器５と前記液圧ポンプ２の吸入口２１）側１こ
ブースト圧を発生させる１こめのジェットブースタ６と
を順次ｌこ介設している。熱交換器５は、Ｏ■記メイン
回路３内を流れる作動液Ａと給水回路７内を流れる水Ｂ
との間で熱交換を行なわせで前記水Ｂを加温するようＩ
Ｃしたもので、該水Ｂ　ｌ、ｉ家屋や温室の暖房ゐるい
は給し帽こ利用される。そして、この熱交換器５は、内
部ｉこ作動１ａを貯留しその油面Ａ＋下（こ前記液圧ポ
ンプ２や０■記オリフイス４等を収着するタック７外に
配置されている。−刀、ｎｏ記ジェッｌ−）−Ｘタロは
、ｎ■記メイン回路３内を流れる作動液Ａを小径な噴射
口６ａから狭小な作動液通路をなすスロート６　ｂ　＋
ｃ向けて噴射するノズル６ｃと、このノズル６ｃから高
速の作動液流が前記スロート６ｂ＋こ向けて射出される
こと１こより惹起される負圧状態を利用して前記タンク
７内の作動液ＡｆＰ前記作動液流内Ｊこ取り込ませるｔ
コめの作動液吸引通路６ｄと、前記スロート６ｂを通過
しｔコ作動液人の流路を漸次拡大して該作動ｉＡの静圧
を高め前記液圧ポツプ２の吸入口２ｂ側ｔこ所要のブー
スト圧を発生させるディフューザ６ｅとを具備してなる
。

また、前記メイン回路８Ｉこおける前記液圧ポンプ２と
前記オリフィス４との間ｌこ位置する部位ｔｃ　ｙｒイ
ンバルブ７を介設している。メインバルブ７は、弁体７
ａの背部ｌこパイロット室７１）を設は５− てなるもので、該パイロット室７　ｂ門番こ導入される
パイロット圧の大きさ１こ応じて前記弁体７ａが作動し
て前記メイノ回路３を開閉するよう１こなっている。そ
して、このメインバルブ７のパイロット室７１）Ｉこ関
連させてパイロ５・ト回路８を設けている。パイロ１１
〜回路８は、前記メイン回路８１こおける前記メインバ
ルブ７よりも上流部分の作動ｉＡのごく一部を前記メイ
ン回路８ｔこおける前記メインバルブ７よりも下流部分
１ｃバイパスさせるｔコめの作動液流通ライン８ａと、
この作動液流通フィン８ａｌ／）中間部を前記メインバ
ルブ７のパイロット室７　ｂ　ｔこ連通させるパイ四う
１〜圧導入うイノ８ａとから構成されている。そして、
前記作動液流通ライン８ａの下流部分ｌこサブバルブ９
を介設している。サブバルブ９は、スプール９ａを軸心
方向（図中左、右方向）に進退させること１ｃよって前
記作動流通ライン８１Ｌ％−開閉し得るようＩこ構成し
ｔこものである。そして、このサブバルブ９のスプール
９８を、前記メイン回ＩＩｐｒ８１こおける前記オリフ
ィス４よりも下流部分の作動液への温反６− を検出して作動する感温アクチュエータ１１１こよって
進退させるよう１こしている。感温アクチュエ−Ｉ＋１
１１．１、ケージツク１．ｌａ内１こ充填したワックス
（図示せず）がｍＩ記作動液Ａの熱１こより融鯨しで膨
張する力でｍＩ記ケーンング１１ａの端面部Ｉこ貫石し
７５作動杆１１ｂを外方へ押し出し得るよう１こ構成し
ｔコワノクスペレソ１一式のもので、前記作動杆１１の
先端で前記スプール９ａを図中左方−押圧するようＩこ
している。なお、１２は［ｉＪ　ｒ己ワックスが収縮し
ｔコ際ＩＣｍＪ記スプール９１１を図中右方へ押し戻す
ｔこめの戻しはねであり、１３は、ハ１■記（感温アク
チュエータｉ　１＋ｃ　ａｔ＋記オリフィス４よりも下
流の作動液Ａの一部を噴き付けるためのノズルである。

ま１こ、前記サブバルブ９を風車停止用の操作機構１４
１こより前記感温アクチュエータ１１の作動とは別途１
こ閉成させることができるようにしている。操作機構１
４は、回動端１５ａをＱ■記ススプール９ａ一端１こ当
接させｆこ回動アーム１５と、こ〕回動アーム１５の一
側１こ添接させ１こカム体１６と、このカム体１６全回
動させるための操作部材ｔこる手動コック１７とを具備
してなり、前記手動コック１７を操作して前記カム体１
６る・例えば９０゜回動させ１こ場合に、前記回動アー
ム１５が図中左方へ回動して前記スプール９ａを閉成方
向１こ抑圧し得るよう１こなっている。

まｔこ、前記パイロット回路８の作動液流通メイン８ａ
の下流部分ｔこ減圧バルブ１８を、前記サブバルブ９と
は別途１こ介設していｚｌ。減圧バルブ１８は、前記メ
イン回路８１こおけるｎＭ前記リフィス４のＬ１下流間
の差圧１こ基いて前記メイン回路３の流量を検出し該流
量が設定値を越えないよう１こ前記作動液流通ライン８
８を開閉し得るよう１こ構成されたもので、図示しない
スプールの両端に設けられＴこ対をなすパイロッ１へ室
がパイロット圧導入メイン１９．２０ｆｔ介して前記メ
イン回路３１こ接続されている。

次いで、この実施例の作動を次０）　（ａ）〜（ｄ）の
場合１こ分けて説明する。

（ａ）　　正常運転の場合 手動コック１７が運転位置Ｉこセットされ、かつ、メイ
ン回路３内を流れる作動液Ａの温度および流量が設定値
以下１こ保持されている正常な場合ＩＣは、サブバルブ
９および減圧バルブ１８がともｌこ開成状態Ｉこ維持さ
れる。その結果、パイロット回路８の作動液流通ライン
８ａ中を作動液Ａが流れることｌこなり、メインバルブ
７のパイロット室７ｂ＋こ導入されるパイロット圧は低
い値を示す。

そのため、メインバルブ７が開成状態ｌこ維持されるこ
と１乙なり、メイン回路Ｂ中を作動液Ａが循環して通常
の発熱運転が営まれる。

（ｂ）　　メイン回路３内の作動液Ａの温度が異常な上
昇傾向を示した場合。

強風が長時間吹き続く等の事情にまり、前記作動液Ａの
温度が設定値を越えて上昇しようとした場合Ｉこは、感
温アクチュエータ１１の作動杆１１ｂが突出してサブバ
ルブ９のスプール９　ａ　Ｆ１図中左方へ押圧するため
、該サブバルブ９が閉成位置ｔこ切り換ってパイロット
回路８の作動液流通ライン８ａが遮断される。その結果
、液圧ポツプ２の吐出圧が前記メインバルブ７のパイロ
ット室７ｂ９− （（ハイロット圧として作用することｉこなり、該メイ
ンバルブ７がその弁体７ａの４二下ぎこ作用する圧カバ
ラノス１こよって閉成位置ｌこ切り換わる。そのｔこめ
、メイン回路３が遮断され、液圧ポンプ２が回転を止め
るとともＩこオリフィス４Ｉこよる発熱が停止される。

そして、前記メイン回路３の作動故人の温度が下がると
前記感温アクチュエータ１１のワックスが収縮して前記
サブバルブ９のスプール９ａが戻しはね１２の付勢力ｔ
こより図中右方へ戻され該サブバルブ９が開成位置１こ
復帰する。その結果、メインバルブ７が元のようｆこ開
く状況となり、再び通常の発熱プロセスが営まれる。な
お前記＠温アクチュエータ１１１こよるサブバルブ９の
切換動作は、一定の設定温度幅内ｉこおいて徐々１こ行
なわれるため、前記メインバルブ７が完全ｆこ閉成する
手前で作動液Ａの温度が正常な値Ｉこ戻り該メインバル
ブ７が再び開成位置へ復帰する場合もある。

これＪこまり、ｌＩＵ記メイン回路３内の作動液Ａは常
ｌこ設定値以下の温度ｌこ維持されろことｉこなる。

１０− （Ｃ）　　メイン回路３日の作動液Ａの流速が異常な上
昇傾向を示しｔこ場合。

きわめて強い風が一時に吹き荒れる等の事情Ｉこまり、
前記作動液Ａの流速が設定値を越えて」二昇しようとし
１こ場合には、減圧バルブ１８が閉成方向ｉこ移動して
前記作動液流通ライン８ａの流量を減少させてゆく。そ
の結果、メインバルブ７は前記（＋１）項で述べたのと
同じ原理ｌこよって、閉成方向に移行してゆ（。この動
作によりフィードバックループが形成され、前記メイン
回路３の流速は液圧ポツプ２の負荷の如何ｆこかかわら
す、設定し１こ上限値ｌ乙維持されることｌこなる。

（ｄ）　　手動コック１７を運転位置から停止位置へ切
り換えた場合。

保守点検等ｌこ際し、手動コック１７を停止位置へ切り
換えると、カム１６が９０°回転して回動アーム１５を
押圧する。その結果、前記回動アーム１６が回動してサ
ブバルブ９のスプール９ａを図中左方へ移行させること
になり、該サブバルブ９が開成状態から閉成状ｌａ！＋
こ切り換わり、前記パイロット回路８の作動液流通ライ
ン８ａが遮断される。そのため、ｎＭ記（ｂ）項で述べ
たのと同じ原理によってメインバルブ７が開成状態から
閉成状態Ｉこ切り換り、風車１および液圧ポンプ２が停
止するとともｌこメイン回路３内の作動液Ａが循環を止
める。そして、この状態は、前記手動コック１７を元の
運転位置Ｉ乙復帰させるまで維持される。

なお、メイン流量検出のｔコめの差圧発生手段は、前記
実施例のものｌこ限らず、例えは、メータリノグオリフ
ィスやペンチエリ−等であってもよい。

まｔこ、液圧負荷手段としては、図示例のオリフィスＩ
こよる発熱手段のみｆこは限定されない。

以と、説明しｔコよう裔こ本発明は、微小な作動液が流
通するパイロット回路の作動液流通ラインをメイン回路
の流速を検出して作動する減圧バルブを用いて開閉させ
ること１こよって、前記メイン回路Ｉこ介設したメイン
バルブを間接的１こ作動させて該メイン回路内１こおけ
る作動液の異常な流速を昇、ひいては、風車の異常な回
転速度上昇を防止するよう１こしている。そのため、風
車が大型化して前記メイン回路の流量が膨大なものｆこ
なりても速度側１１１１１用の減圧バルブ等を大型化す
る必要が全くなく、制御の確実さを損ねることなしｌこ
速度制御部分のコノパクト化を図ることができるもので
ある。また、前記減圧バルブをオリフィス等の発熱手段
の前後の差圧を利用して開閉させるまうｆこしているの
で、発熱手段以後の配管抵抗の如何蚤こ拘らずメイン回
路の流速を制御することができるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示す概略説明図である。 １・・・風車　　２・・・液圧ポンプ ３・・・メイン回路 ４・・・発熱手段（オリフィス） ５・・・熱取出手段（熱交換器） ７・・・メインバルブ ８・・・パイロット回路 ８ａ・・・作動液流通ライン １８− １８・・・減圧バルブ ＝１４−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 風車ｌこより駆動される液圧ポンプと、この液圧ポンプ
   から吐出される作動液を循環させるためのメイン回路と
   、このメイン回路の途中に設けられだ液圧負荷手段と、
   前記メイン回路の途中の介設されパイロット室に導入さ
   れるパイロット圧ｉこ制御されて該メイン回路を開閉す
   るメインバルブと、このメインバルブのパイロット室ｌ
   こ関連させて設けられ作動液流通ライン中の微少な作動
   液の流れを制御することｆこよって前記パイロット圧を
   変化させ得るよう１こ構成したパイロット回路と、前記
   液圧負荷手段の上、下流間の差圧ｌこ基いて前記メイン
   回路の流量を検出し該流量が設定値を越えないように前
   記パイロット回路の作動液流通ラインの流量を変化させ
   て前記メインバルブを開閉制御する減圧バルブとを具備
   してなることを特徴とする風力利用装置。