(57)【要約】  風車は、複数の風車翼と、前記複数の風車翼のピッチ角をそれぞれ制御するための複数の油圧アクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータのための制御油が貯留された第１タンクと、前記複数の油圧アクチュエータと前記第１タンクとの間に設けられ、前記制御油を圧送するための第１油圧ポンプと、前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対応して設けられ、前記油圧アクチュエータへの前記制御油の供給状態を制御するための複数のバルブと、前記バルブの各々を制御するための制御部と、を備える。前記制御部は、前記複数の風車翼のピッチ油圧系統の暖機時、各々の前記風車翼について順に、該風車翼のピッチ角をフェザー側からファイン側に動かして前記フェザー側に戻す油入替え動作を該風車翼に対応する前記油圧アクチュエータに行わせるよう、該風車翼に対応する前記バルブを制御するように構成される。
2017149605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の風車翼と、
前記複数の風車翼のピッチ角をそれぞれ制御するための複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータのための制御油が貯留された第１タンクと、
前記複数の油圧アクチュエータと前記第１タンクとの間に設けられ、前記制御油を圧送するための第１油圧ポンプと、
前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対応して設けられ、前記油圧アクチュエータへの前記制御油の供給状態を制御するための複数のバルブと、
前記バルブの各々を制御するための制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数の風車翼のピッチ油圧系統の暖機時、各々の前記風車翼について順に、該風車翼のピッチ角をフェザー側からファイン側に動かして前記フェザー側に戻す油入替え動作を該風車翼に対応する前記油圧アクチュエータに行わせるよう、該風車翼に対応する前記バルブを制御するように構成されたことを特徴とする風車。
【請求項２】
前記制御部は、ｉ番目（但し、ｉ＝１〜Ｎ−１であり、Ｎは前記風車翼の総数である。）の前記風車翼についてｉ番目の前記油圧アクチュエータに前記油入替え動作を行わせた後、（ｉ＋１）番目の前記風車翼について（ｉ＋１）番目の前記油圧アクチュエータに前記油入替え動作を行わせるよう、複数の前記バルブを制御するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の風車。
【請求項３】
前記バルブは、
前記油圧アクチュエータの各々と前記第１油圧ポンプとの間に設けられた比例弁と、
前記油圧アクチュエータの各々と前記第１タンクとの間に設けられた危急電磁弁と、
を含み、
前記制御部は、各々の前記風車翼について前記油圧アクチュエータに前記油入替え動作を行わせるとき、前記ピッチ角を前記フェザー側から前記ファイン側に動かすよう前記比例弁を開くように制御した後、前記ファイン側から前記フェザー側に前記ピッチ角を戻すよう前記危急電磁弁を開くように制御するように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の風車。
【請求項４】
前記第１油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとの間に一端が接続され、前記第１油圧ポンプからの前記制御油を前記第１タンクに返送するためのバイパスラインと、
前記バイパスラインに設けられたバイパス弁と、をさらに備え、
前記制御部は、
前記第１タンク内の前記制御油の温度が第１閾値未満であるとき、前記バイパス弁を開いて、前記第１油圧ポンプによって前記バイパスラインを含む循環流路内にて前記第１タンク内の前記制御油を循環させて、前記油圧アクチュエータ側に前記制御油を供給しないアンロード状態とし、
前記第１タンク内の前記制御油の前記温度が前記第１閾値以上であるとき、前記バイパス弁を閉じて、前記油圧アクチュエータ側に前記制御油を供給可能なオンロード状態とする
ように構成されたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の風車。
【請求項５】
前記第１タンク内の前記制御油を加熱するための第１ヒータをさらに備え、
前記制御部は、前記ピッチ油圧系統の暖機開始時に前記第１油圧ポンプが停止していた場合であって、前記第１タンク内の前記制御油の前記温度が前記第１閾値よりも小さい規定温度以下であるとき、前記第１油圧ポンプを停止させたまま、前記第１タンク内の前記制御油を加熱するよう前記第１ヒータを制御するように構成されたことを特徴とする請求項４に記載の風車。
【請求項６】
前記第１油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとの間に一端が接続され、前記第１油圧ポンプからの前記制御油を前記第１タンクに返送するためのバイパスラインと、
前記バイパスラインに設けられたバイパス弁と、をさらに備え、
前記制御部は、
外気温が前記風車の運転可能温度域の下限値未満である期間が規定時間継続した場合、前記風車の運転を停止して前記風車翼の各々の前記ピッチ角を前記フェザー側に移行させるよう前記バルブを制御し、
前記外気温が前記風車の暖機開始温度以上である期間が規定時間継続する暖機開始条件を満たすまでの間、前記バイパス弁を開くアンロード状態のまま前記風車を待機させ、
前記暖機開始条件を満たした後、前記ピッチ油圧系統を含む前記風車の各部の暖機を行うように構成されたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の風車。
【請求項７】
前記複数の風車翼を含む風車ロータとともに回転するように構成された主軸と、
前記主軸を回転可能に支持する主軸受と、
前記主軸受のための潤滑油が貯留された第２タンクと、
前記第２タンク内の前記潤滑油を加熱するための第２ヒータと、
前記第２タンク内の前記潤滑油を前記主軸受に供給するための第２油圧ポンプと、をさらに備え、
前記制御部は、前記暖機開始条件を満たした後、
前記第２タンク内の前記潤滑油の温度が第２閾値未満である場合、前記第２タンク内の前記潤滑油を加熱するよう前記第２ヒータを制御し、
前記第２タンク内の前記潤滑油の温度が第２閾値に到達したら、前記第２油圧ポンプを間欠的に稼働させる
ように構成されたことを特徴とする請求項６に記載の風車。
【請求項８】
前記複数の風車翼を含む風車ロータの回転数を増速させるための増速機と、
前記増速機の内部に設けられたタンク部に貯留された潤滑油を、前記タンク部に接続される循環配管を介して循環させるための第３油圧ポンプと、
前記タンク部又は前記循環配管内の前記潤滑油を加熱するための第３ヒータと、をさらに備え、
前記制御部は、前記暖機開始条件を満たした後、
前記タンク部又は前記循環配管内の前記潤滑油を規定時間加熱するよう前記第３ヒータを制御する
ように構成されたことを特徴とする請求項６又は７に記載の風車。
【請求項９】
前記複数の風車翼を含む風車ロータとともに回転するように構成された主軸と、
前記主軸を回転可能に支持する主軸受と、
前記主軸受のための潤滑油が貯留された第２タンクと、
前記第２タンク内の前記潤滑油を前記主軸受に供給するための第２油圧ポンプと、
前記風車ロータの回転数を増速させるための増速機と、
前記増速機の内部に設けられたタンク部に貯留された潤滑油を、前記タンク部に接続される循環配管を介して循環させるための第３油圧ポンプと、をさらに備え、
前記制御部は、前記風車の各部の暖機を行うとき、前記第１油圧ポンプ、前記第２油圧ポンプおよび前記第３油圧ポンプのうち、前記暖機開始条件を満たしたときに稼働中であったポンプについて運転を継続させるように構成されたことを特徴とする請求項６乃至８の何れか一項に記載の風車。
【請求項１０】
前記複数の風車翼を含む風車ロータを回転可能に支持するナセルと、
前記ナセルを旋回させるためのヨー駆動部と、をさらに備え、
前記制御部は、
前記風車の運転中、前記ナセルを風向に追従して旋回させるように前記ヨー駆動部を制御し、
前記アンロード状態のまま前記風車を待機させるとき、前記ヨー駆動部による前記ナセルの風向追従を行わない
ように構成されたことを特徴とする請求項６乃至９の何れか一項に記載の風車。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか一項に記載の風車のための制御装置であって、
前記風車の複数の風車翼のピッチ油圧系統の暖機時、各々の前記風車翼について順に、該風車翼のピッチ角をフェザー側からファイン側に動かして前記フェザー側に戻す油入替え動作を該風車翼に対応する前記油圧アクチュエータに行わせるよう、該風車翼に対応する前記バルブを制御するように構成されたことを特徴とする風車の制御装置。
【請求項１２】
複数の風車翼と、
前記複数の風車翼のピッチ角をそれぞれ制御するための複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータのための制御油が貯留された第１タンクと、
前記複数の油圧アクチュエータと前記第１タンクとの間に設けられ、前記制御油を圧送するための第１油圧ポンプと、
前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対応して設けられ、前記油圧アクチュエータへの前記制御油の供給状態を制御するための複数のバルブと、を含む風車の制御方法であって、
前記複数の風車翼のピッチ油圧系統の暖機時、各々の前記風車翼について順に、該風車翼のピッチ角をフェザー側からファイン側に動かして前記フェザー側に戻す油入替え動作を該風車翼に対応する前記油圧アクチュエータに行わせるよう、該風車翼に対応する前記バルブを制御するステップを備えることを特徴とする風車の制御方法。
【請求項１３】
前記バルブを制御するステップでは、
ｉ番目（但し、ｉ＝１〜Ｎ−１であり、Ｎは前記風車翼の総数である。）の前記風車翼についてｉ番目の前記油圧アクチュエータに前記油入替え動作を行わせた後、
（ｉ＋１）番目の前記風車翼について（ｉ＋１）番目の前記油圧アクチュエータに前記油入替え動作を行わせるよう、複数の前記バルブを制御する
ことを特徴とする請求項１２に記載の風車の制御方法。
【請求項１４】
前記バルブは、
前記油圧アクチュエータの各々と前記第１油圧ポンプとの間に設けられた比例弁と、
前記油圧アクチュエータの各々と前記第１タンクとの間に設けられた危急電磁弁と、
を含み、
前記バルブを制御するステップでは、
各々の前記風車翼について前記油圧アクチュエータに前記油入替え動作を行わせるとき、前記ピッチ角を前記フェザー側から前記ファイン側に動かすよう前記比例弁を開くように制御した後、
前記ファイン側から前記フェザー側に前記ピッチ角を戻すよう前記危急電磁弁を開くように制御する
ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の風車の制御方法。
【請求項１５】
前記風車は、
前記第１油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとの間に一端が接続され、前記第１油圧ポンプからの前記制御油を前記第１タンクに返送するためのバイパスラインと、
前記バイパスラインに設けられたバイパス弁と、
をさらに含み、
外気温が前記風車の運転可能温度域の下限値以下である期間が規定時間継続した場合、前記風車の運転を停止して前記風車翼の各々の前記ピッチ角を前記フェザー側に移行させるよう前記バルブを制御するステップと、
前記外気温が前記風車の暖機開始温度以上である期間が規定時間継続する暖機開始条件を満たすまでの間、前記バイパス弁を開くアンロード状態のまま前記風車を待機させるステップと、
前記暖機開始条件を満たした後、前記ピッチ油圧系統を含む前記風車の各部の暖機を行うステップと、をさらに備えることを特徴とする請求項１２乃至１４の何れか一項に記載の風車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、風車並びにその制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、風車翼のピッチ角を可変とするため、旋回輪軸受を介して、風車翼をハブに対して旋回可能に支持するとともに、油圧アクチュエータによって風車翼を旋回輪軸受の中心軸周りに旋回させるようにした風車が知られている。【０００３】
例えば、特許文献１には、リンクを介して油圧シリンダによって風車翼のピッチ角を変化させるように構成された可変ピッチ翼式風車が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２２６３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、油圧アクチュエータを含む風車翼のピッチ駆動装置は、外気温が低い状態で起動する際に暖機が必要となる。
特許文献１には、油圧シリンダを備えたピッチ駆動装置を暖機するための構成は開示されていない。【０００６】
本発明の少なくとも幾つかの実施形態の目的は、ピッチ駆動装置の暖機を適切に行うことが可能な風車並びにその制御装置及び制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る風車は、
複数の風車翼と、
前記複数の風車翼のピッチ角をそれぞれ制御するための複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータのための制御油が貯留された第１タンクと、
前記複数の油圧アクチュエータと前記第１タンクとの間に設けられ、前記制御油を圧送するための第１油圧ポンプと、
前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対応して設けられ、前記油圧アクチュエータへの前記制御油の供給状態を制御するための複数のバルブと、
前記バルブの各々を制御するための制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数の風車翼のピッチ油圧系統の暖機時、各々の前記風車翼について順に、該風車翼のピッチ角をフェザー側からファイン側に動かして前記フェザー側に戻す油入替え動作を該風車翼に対応する前記油圧アクチュエータに行わせるよう、該風車翼に対応する前記バルブを制御するように構成される。【０００８】
上記（１）の構成によれば、複数の風車翼について油入替え動作を油圧アクチュエータに行わせて、各々の風車翼のピッチ油圧系統内において制御油を流すことで、制御油の油温の均一化を図り、ピッチ油圧系統の暖機を適切に行うことができる。また、複数の風車翼のための油入替え動作を順に行うようにしたので、ピッチ油圧系統の暖機中において風車ロータに生じる空力トルクを低減することができ、風車ロータの意図せぬ回転を抑制できる。【０００９】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記制御部は、ｉ番目（但し、ｉ＝１〜Ｎ−１であり、Ｎは前記風車翼の総数である。）の前記風車翼についてｉ番目の前記油圧アクチュエータに前記油入替え動作を行わせた後、（ｉ＋１）番目の前記風車翼について（ｉ＋１）番目の前記油圧アクチュエータに前記油入替え動作を行わせるよう、複数の前記バルブを制御するように構成される。【００１０】
上記（２）の構成によれば、ｉ番目の風車翼についての油入替え動作の完了後に、（ｉ＋１）番目の風車翼の油入替え動作を行うことで、ピッチ油圧系統の暖機中において風車ロータに生じる空力トルクを確実に低減することができる。【００１１】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記バルブは、
前記油圧アクチュエータの各々と前記第１油圧ポンプとの間に設けられた比例弁と、
前記油圧アクチュエータの各々と前記第１タンクとの間に設けられた危急電磁弁と、
を含み、
前記制御部は、各々の前記風車翼について前記油圧アクチュエータに前記油入替え動作を行わせるとき、前記ピッチ角を前記フェザー側から前記ファイン側に動かすよう前記比例弁を開くように制御した後、前記ファイン側から前記フェザー側に前記ピッチ角を戻すよう前記危急電磁弁を開くように制御するように構成される。【００１２】
上記（３）の構成によれば、各風車翼の油入替え動作を実施する際、ピッチ角をファイン側に動かすときにピッチ油圧系統のうち比例弁を含む油圧ラインに制御油が流れ、ピッチ角をフェザー側に動かすときにピッチ油圧系統のうち危急電磁弁を含む油圧ラインに制御油が流れる。こうして、ピッチ油圧系統の広範囲な油圧ラインに制御油を流すことで、ピッチ油圧系統における制御油の油温を効果的に均一化し、ピッチ油圧系統の暖機を適切に行うことができる。【００１３】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、
前記風車は、
前記第１油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとの間に一端が接続され、前記第１油圧ポンプからの前記制御油を前記第１タンクに返送するためのバイパスラインと、
前記バイパスラインに設けられたバイパス弁と、をさらに備え、
前記制御部は、
前記第１タンク内の前記制御油の温度が第１閾値未満であるとき、前記バイパス弁を開いて、前記第１油圧ポンプによって前記バイパスラインを含む循環流路内にて前記第１タンク内の前記制御油を循環させて、前記油圧アクチュエータ側に前記制御油を供給しないアンロード状態とし、
前記第１タンク内の前記制御油の前記温度が前記第１閾値以上であるとき、前記バイパス弁を閉じて、前記油圧アクチュエータ側に前記制御油を供給可能なオンロード状態とする
ように構成される。【００１４】
上記（４）の構成によれば、バイパス弁の開閉制御により、第１タンク内の制御油の温度に応じてピッチ油圧系統をアンロード状態とオンロード状態とで切り替えるようにしたので、ピッチ油圧系統の暖機を効率的に行うことができる。
具体的には、第１タンク内の制御油の温度が第１閾値未満の場合、ピッチ油圧系統をアンロード状態とし、バイパスラインを含む循環流路内で制御油を循環させて第１タンク内の制御油を昇温させる。一方、第１タンク内の制御油の温度が第１閾値以上の場合、第１タンク内の比較的高温の制御油を油圧アクチュエータを含むピッチ油圧系統の大部分に供給することで、ピッチ油圧系統における制御油の油温の均一化を図ることができる。【００１５】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記風車は、前記第１タンク内の前記制御油を加熱するための第１ヒータをさらに備え、
前記制御部は、前記ピッチ油圧系統の暖機開始時に前記第１油圧ポンプが停止していた場合であって、前記第１タンク内の前記制御油の前記温度が前記第１閾値よりも小さい規定温度以下であるとき、前記第１油圧ポンプを停止させたまま、前記第１タンク内の前記制御油を加熱するよう前記第１ヒータを制御するように構成される。【００１６】
上記（５）の構成では、ピッチ油圧系統の暖機開始時に第１油圧ポンプが停止しており、且つ、第１タンク内の制御油の温度が規定温度以下の場合、第１油圧ポンプを停止させたまま、第１ヒータにより第１タンク内の制御油を昇温させるようになっている。これにより、例えば、温度低下により制御油の粘度又は性状が想定範囲を逸脱するような場合、いきなり第１油圧ポンプを稼働させるのではなく、第１ヒータにより制御油を昇温させることで、第１油圧ポンプの損傷を防止できる。【００１７】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかの構成において、
前記風車は、
前記第１油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとの間に一端が接続され、前記第１油圧ポンプからの前記制御油を前記第１タンクに返送するためのバイパスラインと、
前記バイパスラインに設けられたバイパス弁と、をさらに備え、
前記制御部は、
外気温が前記風車の運転可能温度域の下限値未満である期間が規定時間継続した場合、前記風車の運転を停止して前記風車翼の各々の前記ピッチ角を前記フェザー側に移行させるよう前記バルブを制御し、
前記外気温が前記風車の暖機開始温度以上である期間が規定時間継続する暖機開始条件を満たすまでの間、前記バイパス弁を開くアンロード状態のまま前記風車を待機させ、
前記暖機開始条件を満たした後、前記ピッチ油圧系統を含む前記風車の各部の暖機を行うように構成される。【００１８】
上記（６）の構成によれば、暖機開始条件を満たすまでの間、バイパス弁を開くアンロード状態において風車を待機させるようにしたので、バイパスラインを含む循環流路内で制御油を循環させて第１タンク内の制御油の温度低下を抑制できる。これにより、暖機開始条件を満たした後、ピッチ油圧系統の暖機を容易に行うことができる。【００１９】
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記風車は、
前記複数の風車翼を含む風車ロータとともに回転するように構成された主軸と、
前記主軸を回転可能に支持する主軸受と、
前記主軸受のための潤滑油が貯留された第２タンクと、
前記第２タンク内の前記潤滑油を加熱するための第２ヒータと、
前記第２タンク内の前記潤滑油を前記主軸受に供給するための第２油圧ポンプと、をさらに備え、
前記制御部は、前記暖機開始条件を満たした後、
前記第２タンク内の前記潤滑油の温度が第２閾値未満である場合、前記第２タンク内の前記潤滑油を加熱するよう前記第２ヒータを制御し、
前記第２タンク内の前記潤滑油の温度が第２閾値に到達したら、前記第２油圧ポンプを間欠的に稼働させる
ように構成される。【００２０】
上記（７）の構成によれば、暖機開始条件を満たした後、第２タンク内の潤滑油（主軸受用潤滑油）の温度が第２閾値に到達するまでの間、第２ヒータによる加熱を行うようにしたので、例えば、温度低下により潤滑油の粘度又は性状が想定範囲を逸脱するような場合、いきなり第２油圧ポンプを稼働させるのではなく、第２ヒータにより潤滑油を昇温させることで、第２油圧ポンプの損傷を防止したり、主軸受からの高粘度の潤滑油が戻り配管で詰まることによる潤滑油漏れを抑制したりすることができる。また、第２タンク内の潤滑油の温度が第２閾値に到達した後、第２油圧ポンプを間欠的に稼働させる（インチング運転）ので、主軸受からの高粘度の潤滑油の漏れを抑制することができる。こうして、主軸受の潤滑油系統の暖機を適切に行うことができる。【００２１】
（８）幾つかの実施形態では、上記（６）又は（７）の構成において、
前記風車は、
前記複数の風車翼を含む風車ロータの回転数を増速させるための増速機と、
前記増速機の内部に設けられたタンク部に貯留された潤滑油を、前記タンク部に接続される循環配管を介して循環させるための第３油圧ポンプと、
前記タンク部又は前記循環配管内の前記潤滑油を加熱するための第３ヒータと、をさらに備え、
前記制御部は、前記暖機開始条件を満たした後、
前記タンク部又は前記循環配管内の前記潤滑油を規定時間加熱するよう前記第３ヒータを制御する
ように構成される。【００２２】
上記（８）の構成によれば、暖機開始条件を満たした後、第３ヒータにより、タンク部又は循環配管内の潤滑油（増速機用潤滑油）を昇温させることで、増速機の潤滑油系統の暖機を適切に行うことができる。【００２３】
（９）幾つかの実施形態では、上記（６）乃至（８）の何れかの構成において、
前記風車は、
前記複数の風車翼を含む風車ロータとともに回転するように構成された主軸と、
前記主軸を回転可能に支持する主軸受と、
前記主軸受のための潤滑油が貯留された第２タンクと、
前記第２タンク内の前記潤滑油を前記主軸受に供給するための第２油圧ポンプと、
前記風車ロータの回転数を増速させるための増速機と、
前記増速機の内部に設けられたタンク部に貯留された潤滑油を、前記タンク部に接続される循環配管を介して循環させるための第３油圧ポンプと、をさらに備え、
前記制御部は、前記風車の各部の暖機を行うとき、前記第１油圧ポンプ、前記第２油圧ポンプおよび前記第３油圧ポンプのうち、前記暖機開始条件を満たしたときに稼働中であったポンプについて運転を継続させるように構成される。【００２４】
上記（９）の構成によれば、風車各部の暖機を行う際、暖機開始条件を満たした時点で稼働中であったポンプの運転をそのまま継続させるようにしたので、暖機を速やかに行うことができる。【００２５】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（６）乃至（９）の何れかの構成において、
前記風車は、
前記複数の風車翼を含む風車ロータを回転可能に支持するナセルと、
前記ナセルを旋回させるためのヨー駆動部と、をさらに備え、
前記制御部は、
前記風車の運転中、前記ナセルを風向に追従して旋回させるように前記ヨー駆動部を制御し、
前記アンロード状態のまま前記風車を待機させるとき、前記ヨー駆動部による前記ナセルの風向追従を行わない
ように構成される。【００２６】
上記（１０）の構成によれば、風車の運転中はヨー駆動部によりナセルを風向に追従させることで風車の運転効率を向上させるとともに、アンロード状態での風車の待機中はヨー駆動部によるナセルの風向追従を行わないことで、省エネルギーを実現できる。【００２７】
（１１）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る風車の制御装置は、
上記（１）乃至（１０）の何れかの構成の風車のための制御装置であって、
前記風車の複数の風車翼のピッチ油圧系統の暖機時、各々の前記風車翼について順に、該風車翼のピッチ角をフェザー側からファイン側に動かして前記フェザー側に戻す油入替え動作を該風車翼に対応する前記油圧アクチュエータに行わせるよう、該風車翼に対応する前記バルブを制御するように構成される。【００２８】
上記（１１）の構成によれば、複数の風車翼について油入替え動作を油圧アクチュエータに行わせて、各々の風車翼のピッチ油圧系統内において制御油を流すことで、制御油の油温の均一化を図り、ピッチ油圧系統の暖機を適切に行うことができる。また、複数の風車翼のための油入替え動作を順に行うようにしたので、ピッチ油圧系統の暖機中において風車ロータに生じる空力トルクを低減することができ、風車ロータの意図せぬ回転を抑制できる。【００２９】
（１２）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る風車の制御方法は、
複数の風車翼と、
前記複数の風車翼のピッチ角をそれぞれ制御するための複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータのための制御油が貯留された第１タンクと、
前記複数の油圧アクチュエータと前記第１タンクとの間に設けられ、前記制御油を圧送するための第１油圧ポンプと、
前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対応して設けられ、前記油圧アクチュエータへの前記制御油の供給状態を制御するための複数のバルブと、を含む風車の制御方法であって、
前記複数の風車翼のピッチ油圧系統の暖機時、各々の前記風車翼について順に、該風車翼のピッチ角をフェザー側からファイン側に動かして前記フェザー側に戻す油入替え動作を該風車翼に対応する前記油圧アクチュエータに行わせるよう、該風車翼に対応する前記バルブを制御するステップを備えることを特徴とする。【００３０】
上記（１２）の方法によれば、複数の風車翼について油入替え動作を油圧アクチュエータに行わせて、各々の風車翼のピッチ油圧系統内において制御油を流すことで、制御油の油温の均一化を図り、ピッチ油圧系統の暖機を適切に行うことができる。また、複数の風車翼のための油入替え動作を順に行うようにしたので、ピッチ油圧系統の暖機中において風車ロータに生じる空力トルクを低減することができ、風車ロータの意図せぬ回転を抑制できる。【００３１】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１２）の方法において、
前記バルブを制御するステップでは、
ｉ番目（但し、ｉ＝１〜Ｎ−１であり、Ｎは前記風車翼の総数である。）の前記風車翼についてｉ番目の前記油圧アクチュエータに前記油入替え動作を行わせた後、
（ｉ＋１）番目の前記風車翼について（ｉ＋１）番目の前記油圧アクチュエータに前記油入替え動作を行わせるよう、複数の前記バルブを制御する。【００３２】
上記（１３）の方法によれば、ｉ番目の風車翼についての油入替え動作の完了後に、（ｉ＋１）番目の風車翼の油入替え動作を行うことで、ピッチ油圧系統の暖機中において風車ロータに生じる空力トルクを確実に低減することができる。【００３３】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１２）又は（１３）の方法において、
前記バルブは、
前記油圧アクチュエータの各々と前記第１油圧ポンプとの間に設けられた比例弁と、
前記油圧アクチュエータの各々と前記第１タンクとの間に設けられた危急電磁弁と、
を含み、
前記バルブを制御するステップでは、
各々の前記風車翼について前記油圧アクチュエータに前記油入替え動作を行わせるとき、前記ピッチ角を前記フェザー側から前記ファイン側に動かすよう前記比例弁を開くように制御した後、
前記ファイン側から前記フェザー側に前記ピッチ角を戻すよう前記危急電磁弁を開くように制御する。【００３４】
上記（１４）の方法によれば、各風車翼の油入替え動作を実施する際、ピッチ角をファイン側に動かすときにピッチ油圧系統のうち比例弁を含む油圧ラインに制御油が流れ、ピッチ角をフェザー側に動かすときにピッチ油圧系統のうち危急電磁弁を含む油圧ラインに制御油が流れる。こうして、ピッチ油圧系統の広範囲な油圧ラインに制御油を流すことで、ピッチ油圧系統における制御油の油温を効果的に均一化し、ピッチ油圧系統の暖機を適切に行うことができる。【００３５】
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１２）乃至（１４）の何れかの方法において、
前記風車は、
前記第１油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとの間に一端が接続され、前記第１油圧ポンプからの前記制御油を前記第１タンクに返送するためのバイパスラインと、
前記バイパスラインに設けられたバイパス弁と、
をさらに含み、
外気温が前記風車の運転可能温度域の下限値以下である期間が規定時間継続した場合、前記風車の運転を停止して前記風車翼の各々の前記ピッチ角を前記フェザー側に移行させるよう前記バルブを制御するステップと、
前記外気温が前記風車の暖機開始温度以上である期間が規定時間継続する暖機開始条件を満たすまでの間、前記バイパス弁を開くアンロード状態のまま前記風車を待機させるステップと、
前記暖機開始条件を満たした後、前記ピッチ油圧系統を含む前記風車の各部の暖機を行うステップと、をさらに備える。【００３６】
上記（１５）の方法によれば、暖機開始条件を満たすまでの間、バイパス弁を開くアンロード状態において風車を待機させるようにしたので、バイパスラインを含む循環流路内で制御油を循環させて第１タンク内の制御油の温度低下を抑制できる。これにより、暖機開始条件を満たした後、ピッチ油圧系統の暖機を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、複数の風車翼について油入替え動作を油圧アクチュエータに行わせて、各々の風車翼のピッチ油圧系統内において制御油を流すことで、制御油の油温の均一化を図り、ピッチ油圧系統の暖機を適切に行うことができる。また、複数の風車翼のための油入替え動作を順に行うようにしたので、ピッチ油圧系統の暖機中において風車ロータに生じる空力トルクを低減することができ、風車ロータの意図せぬ回転を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】一実施形態に係る風車の概略的な全体構成図である。
【図２】外気温に対する風車ステートの遷移の一例を示す図である。
【図３】一実施形態に係る風車のピッチ油圧系統を示す構成図である。
【図４】暖機運転における風車翼のピッチ角を示す図である。
【図５】一実施形態に係る風車の主軸油圧系統および増速機油圧系統を示す図である。
【図６】一実施形態に係る風車の暖機運転のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００４０】
最初に、図１を例示しながら、幾つかの実施形態に係る風車１について説明する。なお、図１は、一実施形態に係る風車１の概略的な全体構成図である。
【００４１】
幾つかの実施形態に係る風車１は、複数の風車翼２（２Ａ〜２Ｃ）および該風車翼２が取り付けられるハブ３を含む風車ロータ４と、風車ロータ４を回転可能に支持するナセル９と、ナセル９が上端に支持されたタワー１０と、を備える。
また、風車１は、風車翼２のピッチ角を制御するための油圧アクチュエータ１２を備えている。なお、風車１の暖機時、油圧アクチュエータ１２は、後述する制御装置１００によって制御される。
さらに、風車１は、ナセル９を旋回させるためのヨー駆動部１４を備えていてもよい。さらにまた、風車１は、外気温を測定するための温度センサ１５を備えていてもよい。
【００４２】
例えば図１に示す一実施形態において、風車１は発電機８を備えた風力発電装置である。
この風車１は、３枚の風車翼２Ａ〜２Ｃが放射状にハブ３に取り付けられた構成となっている。但し、風車翼２の枚数及び構成はこれに限定されるものではない。
ハブ３は主軸５に連結されている。
主軸５は、ナセル９に取り付けられた主軸受６に回転自在に支持されている。
複数の風車翼２が風を受けることによって、風車翼２及びハブ３を含む風車ロータ４は、主軸５と共に回転するようになっている。
【００４３】
風車ロータ４は、主軸５を介して増速機７に連結されている。増速機７は、発電機８に接続されている。このため、風車ロータ４の回転は増速機７によって増速され、発電機８に入力される。なお、図１では風車ロータ４の回転エネルギーを発電機８に伝達するための動力伝達機構として増速機７（例えばギヤ式増速機）を例示したが、動力伝達機構はこれに限定されるものではない。例えば他の動力伝達機構として、主軸５を介して風車ロータ４を発電機８に直結したダイレクトドライブ、あるいは油圧ポンプ及び油圧モータを備えた油圧トランスミッションなどを用いることができる。
ナセル９は、タワー１０の上端においてヨー方向に旋回可能に支持される。タワー１０は、陸上に設置されてもよいし、洋上又は湖上等の水上に設置されてもよい。
【００４４】
上述したような風車１においては、図２に例示するように、外気温を含む環境条件に応じて風車ステートが変化するようになっている。ここで、図２は、外気温に対する風車ステートの遷移の一例を示す図である。
なお、以下の説明において、各部位については適宜図１に示した符号を付している。
【００４５】
図２に例示する実施形態では、風車１は、外気温に応じて、運転ステート、低温待機ステートおよび暖機ステートを含む複数の風車ステート間で遷移するようになっている。
【００４６】
運転ステートでは、風車１は通常運転により発電を行う。
なお、運転ステートでは、ヨー駆動部１４が、風向に応じて風車ロータ４の向きを調整する自動追従制御を行うように設定されてもよい。
【００４７】
運転ステートにおいて、外気温が低温シャットダウン条件（Ａ）を満たした場合、風車１は発電を停止し、低温待機ステートに移行する。例えば、低温シャットダウン条件（Ａ）は、「外気温が低温待機開始温度−Ｔ１℃未満の期間が規定時間ｔ１継続した場合」とする。なお、低温待機開始温度−Ｔ１℃は、風車１の運転可能温度域の下限値であってもよい。
【００４８】
低温待機ステートは、主に、低温状態におかれた風車１の各機器を保護することを目的としている。この低温待機ステートにおいて、風車１は、少なくとも一部のヒータ（例えば図５に示す主軸受６の第２ヒータ６２や増速機７の第３ヒータ７２）又はポンプ（例えば図３に示す制御油用の第１油圧ポンプ２３）等の補機を運転しながら待機する。
なお、低温待機ステートでは、風車翼２のピッチ角をフェザー側に移行させてもよい。また、ヨー駆動部１４による自動追従制御を停止してもよい。
【００４９】
低温待機ステートにおいて、外気温が暖機開始条件（Ｂ）を満たした場合、風車１は発電を停止したまま暖機ステートに移行する。例えば、暖機開始条件（Ｂ）は、「外気温が暖機開始温度−Ｔ２℃以上の期間が規定時間ｔ２継続した場合」とする。なお、暖機開始温度−Ｔ２℃は、低温待機開始温度−Ｔ１℃よりも高い温度である。
【００５０】
暖機ステートは、主に、風車１の運転再開に向けて、各機器（例えば各機器の潤滑油）を温めることを目的としている。この暖機ステートでは、風車１の起動が可能なように各機器の暖機運転を行う。
なお、暖機ステートでは、必要に応じて、ヨー駆動部１４が自動追従制御を行うように設定されてもよい。但し、ピッチ角を制御するための油圧アクチュエータ１２の暖機運転の際には、主軸５におけるトルクの発生を回避するために、自動追従制御は行わないようにしてもよい。
【００５１】
暖機ステートにおいて、外気温が暖機完了条件（Ｃ）を満たした場合、風車１の運転ステートに移行する。例えば、暖機完了条件（Ｃ）は、全ての機器の暖機が完了した場合とする。
なお、ここでいう運転ステートは、風車１を起動する前の風待ちの状態である待機ステートや起動時の状態である起動ステートを含む。
【００５２】
次に、図３〜図６を参照して、風車１の暖機運転について具体的に説明する。風車１の暖機運転は、例えば上述した暖機ステートにおける運転である。
【００５３】
図３は、一実施形態に係る風車１のピッチ油圧系統２０を示す構成図である。
図３に例示するように、幾つかの実施形態に係る風車１は、複数の風車翼２Ａ〜２Ｃ（図１参照）のピッチ角をそれぞれ制御するための複数の油圧アクチュエータ１２Ａ〜１２Ｃを備えている。例えば、油圧アクチュエータ１２Ａ〜１２Ｃはハブ３内に取り付けられており、油圧シリンダ１２１と、油圧シリンダ１２１内で往復動するように構成されたシリンダロッド１２２と、を含む。図３に示す例では、ファイン側ポートＡから油圧シリンダ１２１のファイン側油圧室１２３内に制御油が供給されることによって、シリンダロッド１２２が図の左側に移動して風車翼２はフルファイン角となる。一方、フェザー側ポートＢから油圧シリンダ１２１のフェザー側油圧室１２４内に制御油が供給されることによって、シリンダロッド１２２が図の右側に移動して風車翼２はフルフェザー角となる。
【００５４】
また、風車１は、各々の油圧アクチュエータ１２Ａ〜１２Ｃを作動させるためのピッチ油圧系統２０を備えている。
なお、図１では、油圧アクチュエータ１２Ａを作動させるための油圧系統のみを抽出して記載しており、他の油圧アクチュエータ１２Ｂ，１２Ｃの油圧系統は省略しているが、他の油圧アクチュエータ１２Ｂ，１２Ｃも油圧アクチュエータ１２Ａと同様の構成を備えていてもよい。また、図１において、実線は制御油ラインを示し、破線はパイロット油ラインを示している。
【００５５】
ピッチ油圧系統２０は、制御油が貯留された第１タンク２１と、油圧アクチュエータ１２Ａ〜１２Ｃと第１タンク２１との間に設けられた第１油圧ポンプ２３と、油圧アクチュエータ１２Ａ〜１２Ｃへの制御油の供給状態を制御するための複数のバルブと、を備えている。
【００５６】
第１タンク２１は、複数の油圧アクチュエータ１２Ａ〜１２Ｃのための制御油が貯留される。第１タンク２１の内部には、制御油を昇温するための第１ヒータ２２が設けられていてもよい。
第１油圧ポンプ２３は、複数の油圧アクチュエータ１２Ａ〜１２Ｃと第１タンク２１との間に設けられ、制御油を圧送するように構成される。
複数のバルブは、複数の油圧アクチュエータ１２Ａ〜１２Ｃのそれぞれに対応して設けられ、油圧アクチュエータ１２Ａ〜１２Ｃへの制御油の供給状態を制御するように構成される。
【００５７】
ここで、一実施形態におけるピッチ油圧系統２０の具体的な構成と、風車１の通常運転時（運転ステート）におけるピッチ油圧系統２０の基本的な動作について説明する。
【００５８】
ピッチ油圧系統２０は、第１油圧ポンプ２３によって第１タンク２１から油圧アクチュエータ１２に向けて制御油を供給するための制御油ライン（給油ライン）４０と、油圧アクチュエータ１２側から第１タンク２１に制御油を返送するための制御油ライン（戻り油ライン）４２と、油圧アクチュエータ１２と第１油圧ポンプ２３との間に設けられた比例弁２５と、を含む。
【００５９】
風車翼２のピッチ角をファイン側に制御する場合、比例弁２５は、制御油ライン（給油ライン）４０と、油圧シリンダ１２１のファイン側ポートＡに連通する制御油ライン４４とを接続するとともに、油圧シリンダ１２１のフェザー側ポートＢに連通する制御油ライン４３と、制御油ライン（戻り油ライン）４２とを接続する。これにより、第１油圧ポンプ２３によって第１タンク２１から送給される制御油が、制御油ライン４０，４４を通ってファイン側ポートＡから油圧シリンダ１２１のファイン側油圧室１２３に供給される。また、フェザー側ポートＢを介してフェザー側油圧室１２４から排出される制御油が、制御油ライン４３，４２を通って第１タンク２１に戻る。したがって、油圧アクチュエータ１２によって風車翼２のピッチ角はファイン側に制御される。
【００６０】
一方、風車翼２のピッチ角をフェザー側に制御する場合、比例弁２５は、制御油ライン（給油ライン）４０と、フェザー側ポートＢに連通する制御油ライン４３とを接続する。これにより、第１油圧ポンプ２３によって第１タンク２１から送給される制御油が、制御油ライン４０，４３を通ってフェザー側ポートＢからフェザー側油圧室１２４に供給されるとともに、ファイン側ポートＡから、制御油ライン４４、４３を通ってフェザー側ポートＢへと制御油が流れる。
【００６１】
また、上記ピッチ油圧系統２０は、危急時にピッチ角をフェザー側に制御するための回路を有している。危急時とは、例えばハブ３への制御油の供給が断たれた場合や、比例弁の故障、風車１の非常停止時などである。
ピッチ油圧系統２０は、油圧アクチュエータ１２と第１タンク２１との間に設けられた危急電磁弁３１と、非常停止用のアキュムレータ３０と、危急時に作動する逆止弁２６，２７と、を含む。
【００６２】
危急電磁弁３１は、危急時に消磁されることによって、ファイン側ポートＡに接続されるパイロット油ライン５０と、制御油ライン（戻り油ライン）４２とを接続して、ファイン側油圧室１２３からパイロット油を排出するようになっている。なお、通常時は、危急電磁弁３１は、制御油ライン（給油ライン）４０とパイロット油ライン５０とを接続し、逆止弁３２を介してパイロット油を供給するようになっている。
逆止弁２６，２７は、通常、双方向の流れを遮断し、危急電磁弁３１が消磁されてパイロット油が排出されると開くように構成される。これにより、危急時、アキュムレータ３０とファイン側ポートＡからフェザー側ポートＢに制御油が流れて、ピッチ角はフェザー側へ制御される。なお、アキュムレータ３０と制御油ライン（戻り油ライン）４２とは制御油ライン４８で接続されており、この制御油ライン４８には開閉弁２９が設けられている。開閉弁２９は、アキュムレータ３０を含む油圧アクチュエータ１２側の制御油ラインが設定圧以上となったとき、制御油を制御油ライン（戻り油ライン）４２に排出するようになっている。
【００６３】
続いて、風車翼２のピッチ角を制御するための制御装置（制御部）１００について説明する。
【００６４】
図１及び図３に示すように、幾つかの実施形態において制御装置１００は、主として、暖機時における風車翼２のピッチ角を制御するために、上述したようなピッチ油圧系統２０における複数のバルブの各々を制御するように構成される。
また、制御装置１００は、複数の風車翼２（２Ａ〜２Ｃ）のピッチ油圧系統２０の暖機時、各々の風車翼２について順に、該風車翼２のピッチ角をフェザー側からファイン側に動かしてフェザー側に戻す油入替え動作を該風車翼２に対応する油圧アクチュエータ１２（１２Ａ〜１２Ｃ）に行わせるよう、該風車翼２に対応するバルブを制御するように構成される。
この場合、制御装置１００は、ｉ番目（但し、ｉ＝１〜Ｎ−１であり、Ｎは風車翼２Ａ〜２Ｃの総数である。）の風車翼２についてｉ番目の油圧アクチュエータ１２に油入替え動作を行わせた後、（ｉ＋１）番目の風車翼２について（ｉ＋１）番目の油圧アクチュエータ１２に油入替え動作を行わせるよう、複数のバルブを制御するように構成されてもよい。
【００６５】
上記構成によれば、複数の風車翼２について油入替え動作を油圧アクチュエータ１２に行わせて、各々の風車翼２のピッチ油圧系統２０内において制御油を流すことで、制御油の油温の均一化を図り、ピッチ油圧系統２０の暖機を適切に行うことができる。また、複数の風車翼２のための油入替え動作を順に行うようにしたので、ピッチ油圧系統２０の暖機中において風車ロータ４に生じる空力トルクを低減することができ、風車ロータ４の意図せぬ回転を抑制できる。
また、ｉ番目の風車翼２についての油入替え動作の完了後に、（ｉ＋１）番目の風車翼２の油入替え動作を行うことで、ピッチ油圧系統２０の暖機中において風車ロータ４に生じる空力トルクを確実に低減することができる。
【００６６】
前記バルブとして、図３に示したように比例弁２５および危急電磁弁３１を含む場合、制御装置１００は、各々の風車翼２について油圧アクチュエータ１２に油入替え動作を行わせるとき、ピッチ角をフェザー側からファイン側に動かすよう比例弁２５を開くように制御した後、ファイン側からフェザー側にピッチ角を戻すよう危急電磁弁３１を開くように制御するように構成されてもよい。
すなわち、油入替え動作では、ピッチ角をフェザー側からファイン側に動かした後、ファイン側からフェザー側に戻すようになっている。ピッチ角をファイン側へ制御するとき、対象となる風車翼２に対応した比例弁２５がファイン側に開くように制御し、制御油ライン４０，４４を介して制御油をファイン側油圧室１２３に供給するとともに、制御油ライン４３，４２を介してフェザー側油圧室１２４から制御油を排出する。一方、ピッチ角をフェザー側に制御するとき、比例弁２５がフェザー側に開くように制御し、制御油ライン４０，４３，４４を介して制御油をファイン側油圧室１２３及びフェザー側油圧室１２４に供給するとともに、制御油ライン４６，４８，４２を介してフェザー側油圧室１２４から制御油を排出する。
【００６７】
上記構成によれば、各風車翼２の油入替え動作を実施する際、ピッチ角をファイン側に動かすときにピッチ油圧系統２０のうち比例弁２５を含む油圧ライン（制御油ライン）に制御油が流れ、ピッチ角をフェザー側に動かすときにピッチ油圧系統２０のうち危急電磁弁３１を含む油圧ライン（制御油ライン及びパイロット油ライン）に制御油が流れる。こうして、ピッチ油圧系統２０の広範囲な油圧ラインに制御油を流すことで、ピッチ油圧系統２０における制御油の油温を効果的に均一化し、ピッチ油圧系統２０の暖機を適切に行うことができる。
【００６８】
図３に示すように、第１タンク２１内の制御油を加熱するための第１ヒータ２２が設けられている場合、制御装置１００は、ピッチ油圧系統２０の暖機開始時に第１油圧ポンプ２３が停止していた場合であって、第１タンク２１内の制御油の温度が第１閾値よりも小さい規定温度以下であるとき、第１油圧ポンプ２３を停止させたまま、第１タンク２１内の制御油を加熱するよう第１ヒータ２２を制御するように構成されてもよい。なお、第１ヒータ２２を設けない構成としてもよい。その場合、アンロード運転による第１油圧ポンプ２３の熱ロスと摩擦熱によって制御油を加温するようになっている。
【００６９】
上記構成では、ピッチ油圧系統２０の暖機開始時に第１油圧ポンプ２３が停止しており、且つ、第１タンク２１内の制御油の温度が規定温度以下の場合、第１油圧ポンプ２３を停止させたまま、第１ヒータ２２により第１タンク２１内の制御油を昇温させるようになっている。これにより、例えば、温度低下により制御油の粘度又は性状が想定範囲を逸脱するような場合、いきなり第１油圧ポンプ２３を稼働させるのではなく、第１ヒータ２２により制御油を昇温させることで、第１油圧ポンプ２３の損傷を防止できる。
【００７０】
また、ピッチ油圧系統２０は、第１油圧ポンプ２３と油圧アクチュエータ１２との間に一端が接続され、第１油圧ポンプ２３からの制御油を第１タンク２１に返送するためのバイパスライン４１と、バイパスライン４１に設けられたバイパス弁２４と、をさらに備えていてもよい。
この場合、制御装置１００は、第１タンク２１内の制御油の温度が第１閾値未満であるとき、バイパス弁２４を開いて、第１油圧ポンプ２３によってバイパスライン４１を含む循環流路内にて第１タンク２１内の制御油を循環させて、油圧アクチュエータ１２側に制御油を供給しないアンロード状態とする。なお、バイパスライン４１よりも比例弁２５側の制御油ライン４０に設けられた逆止弁３５によって、アンロード運転中、油圧アクチュエータ１２側の制御油圧が保持されるようにしてもよい。以下、暖機運転において、アンロード状態で第１油圧ポンプ２３を駆動し、バイパスライン４１を含む循環流路内で制御油を循環させる運転をアンロード運転と言う。
一方、制御装置１００は、第１タンク２１内の制御油の温度が第１閾値以上であるとき、バイパス弁２４を閉じて、油圧アクチュエータ１２側に制御油を供給可能なオンロード状態とするように構成される。以下、暖機運転において、オンロード状態で第１油圧ポンプ２３を駆動し、油圧アクチュエータ１２側に制御油を供給する運転をオンロード運転と言う。
【００７１】
上記構成によれば、バイパス弁２４の開閉制御により、第１タンク２１内の制御油の温度に応じてピッチ油圧系統２０をアンロード状態とオンロード状態とで切り替えるようにしたので、ピッチ油圧系統２０の暖機を効率的に行うことができる。
具体的には、第１タンク２１内の制御油の温度が第１閾値未満の場合、ピッチ油圧系統２０をアンロード状態とし、バイパスライン４１を含む循環流路内で制御油を循環させて第１タンク２１内の制御油を昇温させる。一方、第１タンク２１内の制御油の温度が第１閾値以上の場合、第１タンク２１内の比較的高温の制御油を、油圧アクチュエータ１２を含むピッチ油圧系統２０の大部分に供給することで、ピッチ油圧系統２０における制御油の油温の均一化を図ることができる。
【００７２】
さらに、制御装置１００は、低温待機ステート（図２参照）において、風車１の運転を停止して風車翼２の各々のピッチ角をフェザー側に移行させるようバルブを制御するように構成されてもよい。すなわち、制御装置１００は、外気温が風車１の運転可能温度域の下限値である低温待機開始温度−Ｔ１未満である期間が規定時間ｔ１継続した場合、風車１の運転を停止して風車翼２Ａ〜２Ｃの各々のピッチ角をフェザー側に移行させるようバルブ（例えば比例弁２５及び危急電磁弁３１）を制御するようになっている。この低温待機ステートでは、バイパス弁２４を開いたアンロード状態のまま風車１を待機させてもよい。
また、制御装置１００は、暖機開始条件（Ｂ）を満たした後、暖機ステートにおいて、ピッチ油圧系統２０を含む風車１の各部の暖機を行うように構成されてもよい。
【００７３】
上記構成によれば、暖機開始条件（Ｂ）を満たすまでの間、バイパス弁２４を開くアンロード状態において風車１を待機させるようにしたので、バイパスライン４１を含む循環流路内で制御油を循環させて第１タンク２１内の制御油の温度低下を抑制できる。これにより、暖機開始条件（Ｂ）を満たした後、ピッチ油圧系統２０の暖機を容易に行うことができる。
【００７４】
図４に示すように、制御装置１００は、複数の風車翼２Ａ〜２Ｃを順にピッチ制御するように構成されてもよい。なお、図４は、暖機運転における風車翼２Ａ〜２Ｃのピッチ角を示す図である。
同図に示すように暖機ステートでは、制御装置１００によるバルブ制御によって、最初に風車翼２Ａのピッチ角をフェザー側からファイン側に動かしてフェザー側に戻す油入替え動作を行う。風車翼２Ａの油入替え動作が終了したら、次の風車翼２Ｂも同様に油入替え動作を行う。そして、風車翼２Ｂの油入替え動作が終了したら風車翼２Ｃも同様に油入替え動作を行う。全ての風車翼２Ａ〜２Ｃの油入替え動作が終了したらフェザーピッチ角の状態を保持し、所定時間経過したら再度風車翼２Ａ〜２Ｃの油入替え動作を順次行う。
暖機ステートにおいて、風車翼２Ａ〜２Ｃの油入替え動作を行っていないとき、図３に示したバイパス弁２４を開いた状態を維持し、第１ヒータ２２で加熱した制御油を循環させるようにしてもよい（アンロード運転）。これにより、風車翼２Ａ〜２Ｃの油入替え動作で冷却された制御油を、次の油入替え動作までに昇温させることができる。
【００７５】
上述した構成を備える風車１は、図５に例示するような主軸油圧系統６０および増速機油圧系統７０をさらに備えていてもよい。なお、図５は、一実施形態に係る風車１の主軸油圧系統６０および増速機油圧系統７０を示す図である。
【００７６】
図５に示す実施形態において、風車１は、風車ロータ４（図１参照）とともに回転するように構成された主軸５と、主軸５を回転可能に支持する主軸受６と、主軸受６に潤滑油を供給するための主軸油圧系統６０と、を備えている。
主軸油圧系統６０は、主軸受６のための潤滑油が貯留された第２タンク６１と、第２タンク６１内の潤滑油を主軸受６に供給するための潤滑油ライン６５と、潤滑油ライン６５に設けられた第２油圧ポンプ６３と、を含む。また、主軸油圧系統６０は、潤滑油ライン６５に設けられたフィルタ６４、または、第２タンク６１内の潤滑油を加熱するための第２ヒータ６２の少なくとも一方をさらに含んでいてもよい。さらに、主軸油圧系統６０は、クーラ６６を含んでも良い。
【００７７】
また、風車１は、風車ロータ４（図１参照）の回転数を増速させるための増速機７と、増速機７に潤滑油を供給するための増速機油圧系統７０と、を備えている。
増速機油圧系統７０は、増速機７の内部に設けられたタンク部７１と、タンク部７１に接続される循環配管７５と、循環配管７５を介してタンク部７１に貯留された潤滑油を循環させるための第３油圧ポンプ７３と、を含む。また、増速機油圧系統７０は、循環配管７５に設けられたフィルタ７４、または、タンク部７１内の潤滑油を加熱するための第３ヒータ７２の少なくとも一方をさらに含んでいてもよい。さらに、増速機油圧系統７０は、クーラ７６を含んでも良い。
【００７８】
この場合、制御装置１００は、風車１の各部の暖機ステートにおいて、第１油圧ポンプ２３（図３参照）、第２油圧ポンプ６３および第３油圧ポンプ７３（図５参照）のうち、暖機開始条件を満たしたときに稼働中であったポンプについて運転を継続させるように構成される。
これによれば、風車各部の暖機を行う際、暖機開始条件を満たした時点で稼働中であったポンプの運転をそのまま継続させるようにしたので、暖機を速やかに行うことができる。
【００７９】
また、制御装置１００は、暖機開始条件（Ｂ）を満たした後、第２タンク６１内の潤滑油の温度が第２閾値未満である場合、第２タンク６１内の潤滑油を加熱するよう第２ヒータ６２を制御し、第２タンク６１内の潤滑油の温度が第２閾値に到達したら、第２油圧ポンプ６３を間欠的に稼働させるように構成されてもよい。
【００８０】
上記構成によれば、暖機開始条件（Ｂ）を満たした後、第２タンク６１内の潤滑油（主軸受用潤滑油）の温度が第２閾値に到達するまでの間、第２ヒータ６２による加熱を行うことによって、例えば、温度低下により潤滑油の粘度又は性状が想定範囲を逸脱するような場合、いきなり第２油圧ポンプ６３を稼働させるのではなく、第２ヒータ６２により潤滑油を昇温させることで、第２油圧ポンプ６３の損傷を防止したり、主軸受６からの高粘度の潤滑油の漏れを抑制したりすることができる。また、第２タンク６１内の潤滑油の温度が第２閾値に到達した後、第２油圧ポンプ６３を間欠的に稼働させる（インチング運転）ので、主軸受６からの高粘度の潤滑油の漏れを抑制することができる。こうして、主軸油圧系統６０の暖機を適切に行うことができる。
【００８１】
制御装置１００は、暖機開始条件（Ｂ）を満たした後、タンク部７１又は循環配管７５内の潤滑油を規定時間加熱するよう第３ヒータ７２を制御するように構成されてもよい。
なお、増速機油圧系統７０においても、上述した主軸油圧系統６０と同様に、暖機ステートにおいて第３油圧ポンプ７３を間欠的に稼働させるインチング運転を行ってもよい。
上記構成によれば、暖機開始条件を満たした後、第３ヒータ７２により、タンク部７１又は循環配管７５内の潤滑油（増速機用潤滑油）を昇温させることで、増速機油圧系統７０の暖機を適切に行うことができる。
【００８２】
一実施形態においては、図１に示したように風車１がヨー駆動部１４を備える場合、風車１の運転中、ナセル９を風向に追従して旋回させるようにヨー駆動部１４を制御し、一方、上述したようにアンロード状態のまま風車１を待機させるとき、ヨー駆動部１４によるナセル９の風向追従を行わないように構成されてもよい。
これによれば、風車１の運転中はヨー駆動部１４によりナセル９を風向に追従させることで風車１の運転効率を向上させるとともに、アンロード状態での風車１の待機中はヨー駆動部１４によるナセル９の風向追従を行わないことで、省エネルギーを実現できる。
【００８３】
次に、図６を参照して、幾つかの実施形態に係る風車１の制御方法について説明する。なお、以下の方法が適用される風車１の構成については上述しため省略する。また、以下の説明において、風車１の各部位については図１、図３及び図５に示す符号を適宜付している。
【００８４】
幾つかの実施形態に係る風車１の制御方法は、複数の風車翼２（２Ａ〜２Ｃ）のピッチ油圧系統２０の暖機時、各々の風車翼２について順に、該風車翼２のピッチ角をフェザー側からファイン側に動かしてフェザー側に戻す油入替え動作を該風車翼２に対応する油圧アクチュエータ１２（１２Ａ〜１２Ｃ）に行わせるよう、該風車翼２に対応するバルブ（例えば比例弁２５又は危急電磁弁３１）を制御するステップを備える。
【００８５】
また、上記バルブを制御するステップでは、ｉ番目（但し、ｉ＝１〜Ｎ−１であり、Ｎは風車翼の総数である。）の風車翼２についてｉ番目の油圧アクチュエータ１２に油入替え動作を行わせた後、（ｉ＋１）番目の風車翼２について（ｉ＋１）番目の油圧アクチュエータ１２に油入替え動作を行わせるよう、複数のバルブ（例えば図３に示す比例弁２５又は危急電磁弁３１）を制御してもよい。
【００８６】
さらに、上記バルブを制御するステップでは、各々の風車翼２について油圧アクチュエータ１２に油入替え動作を行わせるとき、ピッチ角をフェザー側からファイン側に動かすよう比例弁２５を開くように制御した後、ファイン側からフェザー側にピッチ角を戻すよう危急電磁弁３１を開くように制御してもよい。
【００８７】
また、風車１の制御方法は、外気温が風車１の運転可能温度域の下限値である低温待機開始温度Ｔ１以下である期間が規定時間ｔ１継続した場合、風車１の運転を停止して風車翼２の各々のピッチ角をフェザー側に移行させるようバルブを制御するステップと、外気温が風車１の暖機開始温度Ｔ２以上である期間が規定時間ｔ２継続する暖機開始条件を満たすまでの間、バイパス弁２４を開くアンロード状態のまま風車１を待機させるステップと、暖機開始条件（Ｂ）を満たした後、ピッチ油圧系統２０を含む風車１の各部の暖機を行うステップと、をさらに備えてもよい。
【００８８】
図３を参照しながら、図６に示す具体的な風車１の制御方法について記載する。
図６に示すように、暖機開始条件（Ｂ）を満たして暖機運転が開始されたら、第１タンク２１内の制御油の温度が第１閾値未満である場合には、ピッチ油圧系統２０においてアンロード運転を行う。アンロード運転では、バイパス弁２４を開いたアンロード状態にて、第１油圧ポンプ２３によってバイパスライン４１を含む循環流路内で第１タンク２１内の制御油を循環させることによって、あるいは、第１ヒータ２２によって制御油を昇温させる（Ｓ１）。なお、制御油の温度が第１閾値以上である場合には、このアンロード運転を省略してもよい。
制御油が昇温したら、バイパス弁２４を閉じてオンロード運転を行う。オンロード運転では、バイパス弁２４を閉じたオンロード状態にて第１油圧ポンプ２３を駆動し、一翼ずつピッチ暖機運転を行う（Ｓ２）。全ての風車翼２においてピッチ暖機運転が終了したら、バイパス弁２４を開いて再度アンロード運転を行って制御油を循環し、昇温させる（Ｓ３）。そして、制御油を循環させた状態で設定時間経過したら、再度、バイパス弁２４を閉じてオンロード状態とし、ピッチ油圧系統２０によって各風車翼２についてピッチ暖機運転を行う（Ｓ２）。こうして、ステップＳ２からステップＳ３までを繰り返す。他系統の暖機が終了し、且つ、外気温が暖機完了条件（Ｃ）を満たしたら、風車１は運転ステート（待機ステート、起動ステートを含む）に移行する。
【００８９】
上述したように、本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、複数の風車翼２（２Ａ〜２Ｃ）について油入替え動作を油圧アクチュエータ１２（１２Ａ〜１２Ｃ）に行わせて、各々の風車翼２（２Ａ〜２Ｃ）のピッチ油圧系統２０内において制御油を流すことで、制御油の油温の均一化を図り、ピッチ油圧系統２０の暖機を適切に行うことができる。また、複数の風車翼２（２Ａ〜２Ｃ）のための油入替え動作を順に行うようにしたので、ピッチ油圧系統２０の暖機中において風車ロータ４に生じる空力トルクを低減することができ、風車ロータ４の意図せぬ回転を抑制できる。
【００９０】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【００９１】
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【符号の説明】
【００９２】
１      風車
２，２Ａ〜２Ｃ    風車翼
３      ハブ
４      風車ロータ
５      主軸
６      主軸受
７      増速機
８      発電機
９      ナセル
１０    タワー
１２，１２Ａ〜１２Ｃ    油圧アクチュエータ
１４    ヨー駆動部
２０    ピッチ油圧系統
２１    第１タンク
２２    第１ヒータ
２３    第１油圧ポンプ
２４    バイパス弁
２５    比例弁
２６，２７，３２    逆止弁
２８，２９    開閉弁
３０    アキュムレータ
３１    危急電磁弁
４０，４２〜４４，４６，４８    制御油ライン
４１    バイパスライン
５０    パイロット油ライン
６０    主軸油圧系統
６１    第２タンク
６２    第２ヒータ
６３    第２油圧ポンプ
６５    潤滑油ライン
７０    増速機油圧系統
７１    タンク部
７２    第３ヒータ
７３    第３油圧ポンプ
７５    循環配管
１００  制御装置
１２１  油圧シリンダ
１２２  シリンダロッド
１２３  ファイン側油圧室
１２４  フェザー側油圧室
Ａ      ファイン側ポート
Ｂ      フェザー側ポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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