JP2007187025A - 風力発電装置の設置機構及び設置方法 - Google Patents

風力発電装置の設置機構及び設置方法 Download PDF

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Abstract

【課題】経済的な建設費用で風力発電装置をタワー頂部に設置する方法を提供する。
【解決手段】この風力発電装置の設置機構Aは、風力発電装置用のタワーTw頂部の対向する側面に沿って挿入設置される基板1に対して回転自在に設けられる一対の枠部材2を互いに連結部材連結ロッド3で平行状に連結した設置枠を形成し、枠部材2の上端、下端、及び連結部材に複数の滑車4a、4b、4c、5、5、6、6を設け、連結部材の滑車4a,4b,4cを通るワイヤW1を介してタワーTw頂部付近まで吊り上げられた風力発電用重量部材のナセルNを、設置枠を所定角度回転させることにより引上位置からタワーTw頂部に移動させてこの頂部上に設置し得るようにした。
【選択図】図1

Description

この発明は、タワー頂部に中型クレーンにより設置される回転式吊上装置を用いて風力発電装置の重量部材を吊り上げる風力発電装置の設置機構及び設置方法に関する。
タワー頂部に風車とナセルと一般に呼ばれる発電機を直結して設置される風力発電装置は、従来まずタワーを建設してその頂部に大型クレーン又はタワーに沿って風車とナセルとを吊り上げる吊上装置を用いて設置される。その一例として、特許文献1の風力発電機構築用クライミング装置および風力発電機の構築方法が知られている。このクライミング装置は、ガイドタワーを囲みガイドタワーに沿って昇降するコの字型フレーム、このフレームの上に設けた門型フレーム、及び持ち上げ手段を横行台車に取り付け、門型フレームにブロック塔体構造物、発電機を乗せて持ち上げ横行台車で横方向に搬入し、順次塔体構造物、発電機を組み立て、次に下降した門方フレームに風車を載せて吊り上げ、横行き台車で横方向に搬入して発電機に風車を組み付け、その後横行台車をガイドタワーの外側に後退させるというものである。
もう1つの例として、特許文献2では、同じくタワーに沿って昇降するサポート台に、台車で運ばれてきた風車と発電機(ナセル)とを回転軸の軸心が垂直の状態で組み立てて移載して乗せ、タワー頂部まで上昇するとそこで回転軸の軸心が水平となるようにサポート台の反転板を90度回転させ、反転板が水平の状態となると反転板からタワー頂部へ風車とナセルを移動させてタワー頂部に固定する形式の移動吊り上げ装置が記載されている。サポート台の昇降は、タワーが設置されている地面にウインチを設置し、このウインチから繰り出されるワイヤをタワー頂部に設けられている引き上げ用ローラを経由して地上に近い位置で待機しているサポート台に連結し、ウインチを駆動することによりサポート台を引き上げるようになっている。
ところで、風車の建設適地は山間部や海岸沿いのような、風車を設置しようとする位置に至る道路が十分整備されていない場所とされることが多く、それぞれの地形や環境条件、あるいは建設コスト等の制約から開発が進んでいない地域が多い。このような制約の多い場所に風力発電装置を設置する場合、大型クレーンを搬入できないため道路整備工事をすることとなり、このような工事をすれば風車建設費用を増大させることとなる。従って、タワーを建設する場合も同じであるが、風車建設費用を増大させることなく風車を建設するためには、タワーの頂部に風車とナセルを設置する時に、この工事に適し、かつ輸送可能な吊上装置と頂部に固定するための特別の装置を必要とする。
しかし、上記特許文献1のクライミング装置はタワーフレームに沿って横行き台車を昇降させ、その上に載置した門形フレーム上に塔体構造物及び風車と発電機を載せてタワー頂部まで吊り上げた後門形フレームを横行き台車上でタワー頂部に移動させ、固定するという方式であるため、タワーフレームの構造そのものを横行き台車の昇降に適する形状とする必要があり、かつ横行き台車と門形フレームを二重に設ける必要があり、このため全体の構造が極めて複雑である。又、横行き台車の上に塔体構造物及び風車と発電機を乗せる際に、横行き台車は所定の高さに設定しておき、その状態でこれらの各部材を載置する作業を必要とし、従って装置のコストが掛り、かつ地上からタワーの頂部まで引き上げる作業は極めて複雑で、多くの労力を必要とし、結局建設費用が増大する。
特許文献2のサポート台を用いて風車とナセルを持ち上げる場合も同様に、サポート台に風車とナセルを組み立てて乗せ、サポート台をタワーのガイドレールに沿って引き上げるとタワー頂部で反転板を回転させて水平状にし、反転板からタワー頂部に移動させるという方法を採用しているため、構造が複雑であり、装置のコストや建設費用の増大を招くという問題がある。従って、風車やナセル等の重量物をタワー頂部まで引上げかつタワー頂部に設置する手段の構造を簡素化すると共に、タワー頂部までの引き揚げ作業や設置作業を省力化し、風車の建設費用を極力経済的とする風車の設置機構及び設置方法が望まれている。
特開2003−187430号公報 アメリカ合衆国特許公報第6,505,785号
この発明は、上記の問題に留意して、風力発電装置の重量部材をタワー頂部まで吊り上げて設置する手段の構造を簡素化した設置機構と、大型クレーンを用いるのではなく道路整備がされていない山間地でも走行できる中型のクレーンによりこの設置機構をタワー頂部に設置する際に風力発電装置の重量部材引き上げ作業と設置作業を省力化し、経済的な建設費用で風力発電装置をタワー頂部に設置する方法を提供することを課題とする。
この発明は、上記の課題を解決する手段として、風力発電装置を設置するタワー頂部の対向する側面に沿って設置される基板に対して回転自在に設けられる一対の枠部材を互いに連結部材で平行状に連結した設置枠を形成し、枠部材の上端、下端、及び連結部材の所定位置に複数の滑車を設け、連結部材に設けた滑車を通るワイヤを介してタワー頂部付近まで吊り上げられた風力発電装置用の重量部材を、上記設置枠を所定角度回転させることにより引上位置からタワー頂部に移動させてこの頂部上に設置し得るように構成した風力発電設備の設置機構としたものである。
上記の構成としたこの発明の風力発電設備の設置機構では、この設置機構をタワー頂部に設置して風力発電装置用の重量部を所定の滑車を通るワイヤを介して引き上げ、設置枠を回転することによりきわめて省力化された労力と少ない建設費用で風力発電設備を設置することができる。上記設置機構は、予め建設されたタワー頂部に中型クレーンで吊り上げて設置される。この中型クレーンは、大型クレーンが搬入出来ないような山間地にも自走して入ることができる幅のクレーン車であり、大型クレーンを搬入するための道路を整備することなく搬入される。又、設置機構はこのクレーン車とは別途のトラックにより運搬される。
上記中型クレーンを用いてこの設置機構をタワー頂部に設置し、風力発電装置用の重量部を所定の滑車を通るワイヤを介して引き上げる。上記設置機構は設置枠が水平状に設定されており、設置枠の滑車を通る引上用のワイヤをウインチから繰り出し、その下端をナセルのような重量物に連結してウインチの動力で引き上げる。この場合、上記一対の枠部材を複数の型枠部材を用いて全体として逆台形状に形成し、上方の型枠部材の一端と下方の型枠部材の他端にそれぞれ滑車を設け、上方の型枠部材の滑車を通るワイヤを介して上記一端を引き下げる力と、下方の型枠部材の滑車を通るワイヤを介して上記他端を引き下げる力とを制御ウインチにより制御して設置枠を少しずつ所定角度まで回転可能に構成することができる。
また、上記構成の風力発電装置の設置機構を設置する方法として、中型クレーンを用いてこの設置機構をタワーTw頂部に設置し、設置機構の連結部材に設けられた滑車にワイヤWを通して風力発電用重量部材にその一端を連結し、他端を吊上用ウインチで巻き込んで風力発電用重量部材を吊り上げ、地上からタワー頂部まで吊り上げるとその位置で、設置機構を所定角度回転させてタワー頂部に移動させタワー頂部に設置、固定する風力発電装置の設置方法とすることができる。
このような構成の設置機構及び設置方法を用いて重量物がタワー頂部付近まで引き上げられると、設置機構の設置状態を所定角度回転させて傾斜させ、風力発電用重量物をタワー頂部に移動させてこのタワー頂部に設置、固定する。この場合、上方の型枠部材の滑車を通るワイヤを介して上記一端を引き下げる力と、下方の型枠部材の滑車を通るワイヤを介して上記他端を引き下げる力とを制御ウインチにより制御して設置枠を少しずつ所定角度まで回転させるようにする。ナセルの吊り上げは引上用ワイヤにより行われるが、ナセルを地上からタワーの頂部まで吊り上げる際に、設置機構を支持する制御ワイヤは、タワーが鉛直、かつ設置機構が水平の状態を保つように制御ウインチで予め制御用ワイヤの張力を調整して固定する。
ナセルの引き上げを開始すると、引上用ワイヤでナセルを引き上げることによりナセルの重量が設置機構を介して制御ワイヤに及ぼす張力の影響に十分対応できるように制御ウインチのブレーキにより制御ワイヤの張力状態を予め設定する。引上用ワイヤによる引き上げを開始すると、ナセルを地面から完全に離れた位置に引き上げた状態では、ナセルの重量でナセルの引き上げ側の制御ワイヤの張力は緩み、反対側の制御ワイヤに対してはナセルの重量から引上用ワイヤによる引上力を差し引いた差重量に相当する張力が制御ワイヤに必然的に作用して制御ワイヤはさらに緊張する。従って、その差重量の張力が作用しても他端側の制御ワイヤが緩むことがない状態となるように制御可能な最小張力を制御ワイヤに掛けて制御ウインチにより固定する。以上のように制御ワイヤに対する張力設定を行った状態で、引上用ワイヤによるナセルの引き上げを開始する。
ナセルをタワー頂部の所定高さまで引き上げた後は制御ワイヤの張力を制御して設置機構を回転させナセルを移動させる。この時、設置機構の設定状態を制御する制御ワイヤに掛ける張力の大きさを少しずつ変化させると共に、タワーの鉛直状態を保持(タワーの傾斜角数度以内で、タワーの設計上想定される傾きの範囲内)しながら設置機構を回転させる。この場合、ナセルの吊り上げをする他端側の制御ワイヤは、ナセルの吊り上げ時と同様に設置機構を制御可能な最小張力を維持するように設置機構の回転角度に応じて制御ウインチから繰り出す。
一端側の制御ワイヤには、次のような張力即ち、設置機構Aを回転させる際にナセルを支持している支持点が移動すると共にこの支持点が設置機構の回転に伴って上昇することによりナセルをその支持半径の高さの差分に応じてさらに持ち上げるに必要な力による作動モーメントMaを、設置機構の自重、ナセルの重量、制御ワイヤの張力を緩めながら繰り出す際に残るブレーキ力、及び設置機構を回転させようとすると回転中心に生じる摩擦抵抗を含めた力に相当する抵抗モーメントMrより少しだけ大きく設定し、上記作動モーメントMaが生じるように制御ワイヤに必要な張力を制御ウインチにより導入して制御ワイヤを引き込む。このように、制御ワイヤの張力を制御することにより、上記モーメントの関係が成り立つように制御が行われる。
この発明の風力発電装置の設置機構は、風力発電装置を設置するタワー頂部に設置される基板に対して回転自在な一対の枠部材を連結部材で連結して設置枠を形成し、枠部材の上端、下端、及び連結部材の所定位置に複数の滑車を設け、連結部材に設けた滑車を通るワイヤを介してタワー頂部付近まで吊り上げられた風力発電装置用の重量部材を、上記設置枠を所定角度回転させることにより引上位置からタワー頂部に移動させてこの頂部上に設置し得るようにし、この設置機構を用いて風力発電装置の設置機構に接続される制御ワイヤにより発電装置の重量部をタワー頂部に設置する設置方法を採用したから、きわめてシンプルな構成の設置機構と設置方法により大型クレーンを用いるのではなく道路整備がされていない山間地でも走行できる中型のクレーンによりこの設置機構をタワー頂部に設置する際に風力発電装置の重量部材引き上げ作業と設置作業を省力化し、経済的な建設費用で風力発電装置をタワー頂部に設置することが出来るという顕著な効果が得られる。
以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1はこの実施形態の風力発電装置の設置機構を含むタワー頂部の外観側面図である。図示のように、この風力発電装置の設置機構Aは、タワーTwの頂部に設置され、後述するように、ナセル(発電機)と風車Pの搭載に使用される。設置機構Aは、タワーの頂部付近に基板1を取り付け、この基板1に設けたフランジ部材1aに取り付けた軸部1xに回転自在な基部接続板2tを設け、基部接続板2tに対して固定される一対の枠部材2から成る設置枠2Aを備えている。1bはタワー頂部に固定座を取り付けるためのブラケットである。枠部材2は、図示のように、水平な2つの型枠2a、2b、垂直な2つの型枠2c、2c、傾斜状(45°)の2つの型枠2d、2eをそれぞれ接続板で接続し、全体として逆台形状のフレーム構造として形成している。
又、上記枠部材2は、図3に示すように、一対を互いに平行にかつ所定距離を置いて2列に設けられ、互いを連結する複数の連結ロッド3a、3b、3cで平行状に設けられ、これにより設置枠2Aを形成している。2つの連結ロッド3a、3bは、一対の枠部材2の側面視(図1)で上端両隅位置に、連結ロッド3cは側面視で下端中央位置に設けられている。そして、上記2つの連結ロッド3a、3bの平面視(図3)で中央位置にナセル等重量物の吊上用の滑車4aが一端側(図1の左側)に、滑車4b、4cが他端側(図1の右側)に取り付けられており、さらに一方の連結ロッド3aの両端で両枠部材2が連結される位置には、後述する風力発電装置の設置機構Aを所定角度回転させる作業をするための滑車5、5が設けられている。
さらに、2つの枠部材2の下方の水平な型枠2b、2bの他端の連結ロッド3b側寄り位置にも、風力発電装置の設置機構Aを所定角度回転させるための滑車6、6がそれぞれ下向きに設けられている。上記滑車5、5と6、6は、それぞれの滑車に掛け廻されるワイヤをウインチで引き合いをして風力発電装置の設置機構Aの設定状態を必要な角度位置に設定するのに用いられる。なお、後述するように、ナセルNを最高位置まで引上用ワイヤW1で引き上げた後、タワーTwの頂部に移動させて基盤1に固定して設置すると、その後最終的にはナセルの回転軸Nxに風車Pの中心部Pbがフランジ継手Pcを介して連結される。
上記の構成としたこの実施形態の風力発電装置の設置機構Aは図4以下の手順によりタワーの頂部に設置される。図4に示すように、予め建設されたタワーTwの頂部に中型クレーン車Cを用いて風力発電装置の設置機構Aを搭載する。図示の例では、タワーTwの高さは44m弱であり、図示していないが、このタワーTwは大型クレーン車が走行できない山間地に建設されているものとする。中型クレーン車Cは60tラフタークレーンと呼ばれ、最長44mまで延長できる伸縮式のブームBmの先端に2つの延長ジブBa、Ba’のいずれかを接続した状態で使用されるクレーン車である。長い延長ジブBaは12.7m、短い延長ジブBa’は8.0mである。それぞれの延長ジブBa、Ba’を備えた時のクレーン車Cの使用状態は次の通りである。
44.0mブーム+8.0mジブ 44.0mブーム+12.7mジブ
ブーム角度=74° ブーム角度=74°
ジブ角度=5° ジブ角度=5°
作業半径=15.0m 作業半径=15.0m
定格荷重=3.5t 定格荷重=2.5t
つり荷重=2.2t 定格荷重=1.4t
なお、上記延長ジブBa、Ba’は、Baの方が長いため、設置機構Aの中央を吊り下げることができるから、安定して吊り上げることができるが、Ba’の短い方であっても基板1上で作業員の操作によって設置することができる。又、上記中型クレーン車Cとは別に、風力発電装置の設置機構Aや風車P,ナセルNなどの重量物を搬送するトラック(図示せず)が用いられる。このトラックは10トン程の積載重量であり、クレーン車、トラックのいずれも幅4m以内であり、山間地内を十分走行できる大きさである。さらに、図示のタワー頂部に搭載される風力発電装置は、1台当たり300kwの発電量を有する発電機が設置されるものとする。上記の使用状態に設定された中型クレーン車Cにより予め地上で組み立てられた風力発電装置の設置機構Aを吊り上げて、図1の状態に設置する。
この設置作業では、中型クレーンCでタワー頂部より少し上の位置まで吊り上げた設置機構AをタワーTwの頂部に移動させて降ろし、基板1を頂部に固定する作業を行う。この固定作業は、図示しない固定用ボルト等により基板1をタワー頂部に対して固定する。なお、設置機構Aは、地上で予め基板1を含めて組み立てられているものとする。次に、図5に示すように、重量物であるナセルNを地上からタワーTwの頂部まで引き上げる作業を、ウインチWn1を用いて行う。ウインチWn1のドラムD1から繰り出される引上用ワイヤW1は風車の設置機構Aの滑車4a、4b、4c、4dを経由してナセルNに連結された状態でドラムD1に巻き取られてナセルNが引き上げられる。引上用ワイヤW1は、図7の(a)図及び図8に示すように、連結ロッド3b上の滑車4b、4cとナセルに連結された滑車4d間を複数回経由することにより一本の引上用ワイヤW1に作用する荷重を減少させるようにしている。
図6の(a)図に示すように、ナセルNをタワーTwの頂部まで引き上げると、その後風力発電装置の設置機構Aの枠部材2の一端と他端をそれぞれ制御用ワイヤW2とW3とを用いて所定角度(図示の例では45°)まで少しずつ傾けて行く。一端側の制御用ワイヤW2は、図7の(b)図及び図8に示すように、地上に設置された制御用のウインチである第2のウインチWn2のドラムD2から繰り出されて一端側の滑車5、5を経由して地上側の滑車5’、5’、5LDとの間を往復するように設けられる。地上側の滑車5’、5’は、一端側の滑車5、5の間隔と同じ距離に対応して設けられている。
他端側の制御用ワイヤW3は、地上に設置された制御用のウインチである第3のウインチWn3のドラムD3から繰り出されて他端側の滑車6、6を経由して地上側の滑車6’、6’との間を往復するように設けられる。この場合も、地上側の滑車6’、6’は、他端側の滑車6、6の間隔と同じ距離に対応して設けられている。そして、この他端側の制御用ウインチと一端側の制御用ウインチとを制御して、一端側の制御用ワイヤW2を引くと他端側の制御用ワイヤW3を緩め、この作業を少しずつ交互に繰り返して枠部材2を所定角度まで傾斜させる。
こうして枠部材2を所定角度まで傾斜させると、図1の頂部付近まで引き上げた位置から矢印F1で示すように、滑車4b、4cによる支持点の、型枠2dが45°傾斜状から垂直状に変化することにより上昇する高さと位置の変化のため、ナセルNがタワー頂部より少しだけ高い位置に移動し、その後引上用ワイヤW1を緩めて矢印F2のように下降させるとナセルNはタワー頂部に設置される。なお、上記説明ではナセルの引き上げ、設置について説明したが、同様な作業により本装置を使用して風車Pの羽根(ブレード)を取付けることもできる。この場合の具体的方法として、風車Pの羽根(ブレード)3枚のうち2枚を地上で組み立てた状態で引き上げて中心部Pbを図1に示すようにナセルNの回転軸Nxに連結してタワー頂部に設置することができる。3枚目の羽根は、中心部PbをナセルNに取り付ける前、又は取り付け後にクレーンで持ち上げて装着する。また、設置機構AはナセルNと風車Pなどの風力発電装置に必要な機器の取り付けが終了した後は、タワーTwの頂部から取り外される。
以上がナセルNの設置方法の大略であるが、上記設置機構Aの回転を制御してナセルNを設置する方法についてさらに詳しく以下に説明する。図7に示すように、ナセルNの吊り上げは引上用ワイヤW1により行われるが、ナセルNを地上からタワーTwの頂部まで吊り上げる際に、設置機構Aを支持する制御ワイヤW2とW3は、タワーTwが鉛直、かつ設置機構Aが水平の状態を保つように制御ウインチWn2、Wn3で予め制御用ワイヤW2、W3の張力を調整して固定する。ナセルNの引き上げを開始すると、引上用ワイヤW1でナセルNを引き上げることによりナセルNの重量が設置機構Aを介して制御ワイヤW2とW3に及ぼす張力の影響に十分対応できるように制御ウインチWn2、Wn3のブレーキにより制御ワイヤW2、W3の張力状態を設定しておく。その理由は次の通りである。
今、仮に設置機構Aが回転しないように、制御ワイヤW2、W3に対して左右同等な一定の初期張力を設定したとしても、引上用ワイヤW1による引き上げを開始すると、ナセルNを地面から完全に離れた位置に引き上げた状態では、ナセルNの重量でナセルNの引き上げ側の制御ワイヤW3の張力は緩み、反対側の制御ワイヤW2に対してはナセルNの重量nGから引上用ワイヤW1による引上力Gを差し引いた差重量(n−1)Gに相当する張力が制御ワイヤW2に必然的に作用して制御ワイヤW2はさらに緊張する。但し、nはナセルNの引き上げ側の引上用ワイヤW1の往復本数(図示の例ではn=6)である。
従って、その差重量の張力が作用しても他端側の制御ワイヤW3が緩むことがない状態となるように制御可能な最小張力を制御ワイヤW3に掛けて制御ウインチWn3により固定する。但し、上記制御ワイヤW3を制御可能な最小張力で制御するとは、制御ワイヤW3に垂みがなく、力を伝達する際に時間的な遅れがない状態で、かつ御述するテンションメータTによる張力の計測が可能な最小限の張力状態に制御ウインチWn3で引き付けて停止させた状態を言う。そして、一端側の制御ワイヤW2は、上記ナセルNの重量nGと引上用ワイヤW1の張力Gの差重量に相当する張力で、かつ設置機構AがナセルNの引き上げ操作中は回転しない程の張力を掛けた状態でブレーキ力を作用させて制御ウインチWn2で固定する。
ただし、上記説明はナセルNが地面から完全に離れた状態以降の張力状態であり、ナセルNが地上にある状態から地上を離れるまでの過渡的な張力変化に対しては、引き上げ開始後その張力状態の変化を計測することにより複数段の張力状態を想定して段階的に対応するように設定するか、又は引き上げ開始後直ちに、ナセルNが地上を離れた後の状態に相当する張力を制御ワイヤW2、W3に掛けて各制御ウインチWn2,Wn3のブレーキBによる固定を行ってもよい。以上のように制御ワイヤW2,W3に対する張力設定を行った状態で、引上用ワイヤW1によるナセルNの引き上げを開始する。
ナセルNをタワーTw頂部の所定高さまで引き上げた後、引上用ワイヤW1のウインチWn1を停止させ、その後は制御ワイヤW2、W3の張力を制御して設置機構Aを回転させナセルNを移動させる。この時、設置機構Aの設定状態を制御する制御ワイヤW2,W3に掛ける張力の大きさを少しずつ変化させると共に、タワーTwの鉛直状態を保持(タワーの傾斜角数度以内で、タワーの設計上想定される傾きの範囲内)しながら設置機構Aを回転させる。この場合、ナセルNの吊り上げをする他端側の制御ワイヤW3は、ナセルNの吊り上げ時と同様に設置機構Aを制御可能な最小張力を維持するように設置機構Aの回転角度に応じて制御ウインチWn3から繰り出す。
一方、一端側の制御ワイヤW2には、次のような張力を導入する。即ち、設置機構Aを回転させる際にナセルNを支持している滑車4bの支持点が滑車4cへ移動すると共にこの支持点が設置機構Aの回転に伴って上昇することによりナセルNをその支持半径の高さの差分に応じてさらに持ち上げるに必要な力による作動モーメントMaを、設置機構Aの自重、ナセルNの重量、制御ワイヤW3の張力を緩めながら繰り出す際に残るブレーキ力、及び設置機構Aを回転させようとすると回転中心の軸部1xに生じる摩擦抵抗を含めた力に相当する抵抗モーメントMrより少しだけ大きく設定し、上記作動モーメントMaが生じるように制御ワイヤW2に必要な張力を制御ウインチWn2により導入して制御ワイヤW2を引き込む。
上記作動モーメントMaと抵抗モーメントMrの関係は次のように記すことが出来る。 Ma=Mr+α
但し、上記作動モーメントMaと抵抗モーメントMrの大きさは、それぞれ設置機構Aの回転角度に応じて変化し、一定ではない。従って、上記αの値も回転角度の変化にあわせて調整する必要がある。その理由として、滑車4b、4cの支持点の位置が高さ方向及び水平方向に変化すると、設置機構AやナセルNの重心点も高さ方向と水平方向に移動して軸部1xの中心に近づき、従って抵抗モーメントMrの値が小さくなり、それに伴って作動モーメントMaも小さく制御する必要があるからである。このように、制御ワイヤW2と制御ワイヤW3の張力を制御することにより、上記モーメントの関係式が成り立つように制御が行われる。
以上のように、作動モーメントMaと抵抗モーメントMrが変化する状態に合わせて制御ワイヤW2、制御ワイヤW3の張力を制御するために、図7の(b)図に示すように、地上側の滑車5’、6’にはそれぞれテンションメータtが取り付けられており、その計測信号により制御ワイヤW2、W3の張力を計測する。そして、その計測値を参照しながら制御ワイヤW2と制御ワイヤW3の張力を調整する。この調整では、上記テンションメータTの計測信号を地上に設置した携帯用パソコン等のモニター装置へ入力し、そのモニター画面上に上記計測信号を制御ワイヤW2、W3の張力に相当する値に変換してそのモニター画面上に表示し、それぞれの張力状態を画面上で確認しながら制御ワイヤW2,W3の張力状態を、例えば段階的に変化させるステップ制御により変化させる。
上記制御ワイヤW2,W3のステップ制御をする場合、制御ワイヤW2への張力付与が大きく、かつ速過ぎると、設置機構Aが急激に回転することとなるため、回転速度が速過ぎない範囲でかつ必要な値の張力を、例えば回転角45°を10〜20等分した角度ずつ程度の回転角となるように制御ワイヤW2へ張力を掛けてウインチWn2により引き込み、これに対応して制御ワイヤW3は制御ウインチWn3から繰り出されるが、それぞれのステップ段階では、上記作動モーメントMaと抵抗モーメントMrの関係式が成立するように制御することが必要である。なお、制御ワイヤW2,W3の張力制御はステップ制御に限定されず、例えばウインチWn1、Wn2,Wn3をそれぞれトルク制御型のウインチ、あるいは変位制御型のウインチとして連続的に変化するように自動制御してもよい。
この発明の風力発電装置用の設置機構、及び設置方法は中型クレーンを用いて山間地に建設されたタワー上に設置されるから、大型クレーンが搬入できないような山間地であっても広く風力発電装置を設置するのに利用できる。
実施形態の風力発電装置の設置機構の外観正面図 同上の設置機構の拡大詳細図 同上の平面図 風力発電装置の設置機構の設置方法の説明図 ナセルの引き上げ方法の説明図(下方位置) ナセルの(a)引き上げ方法(上方位置)の説明図、(b)設置方法の説明図 (a)引上用ワイヤの導設状態の模式図、(b)枠部材の一端側のワイヤと他端側のワイヤによる傾斜設定方法の説明図 引き上げ用ワイヤ、一端側のワイヤ、及び他端側のワイヤによるワイヤシステムの全体布設状態説明図
符号の説明
1 基板
1a フランジ部材
1b ブラケット
1x 軸部
2 枠部材
2a、2b 型枠
3a、3b、3c 連結ロッド
4a、4b、4c 滑車
、5 滑車
、6 滑車
A 風力発電装置の設置機構
Bm ブーム
Ba、Ba’ 延長ジブ
C 中型クレーン車
N ナセル
Nx 回転軸
P 風車

Claims (4)

  1. 風力発電設備用のタワーTw頂部の対向する側面に沿って挿入設置される基板1に対して回転自在に設けられる一対の枠部材2を互いに連結部材3で平行状に連結した設置枠2Aを形成し、枠部材2の上端、下端、及び連結部材3に複数の滑車4、5、6を設け、連結部材3の滑車4a、4b、4cを通るワイヤW1を介してタワーTw頂部付近まで吊り上げられた風力発電用重量部材を、上記設置枠2Aを所定角度回転させることにより引上位置からタワーTw頂部に移動させてこの頂部上に設置し得るように構成した風力発電装置の設置機構。
  2. 前記一対の枠部材2、2を複数の型枠部材2a、2b、2cを用いて全体として逆台形状に形成し、上方の型枠部材2aの一端と下方の型枠部材2bの他端にそれぞれ滑車4a、4b、4cを設け、上方の型枠部材2aの滑車5、5を通るワイヤW2を介して上記一端を引き下げる力と、下方の型枠部材2bの滑車6、6を通るワイヤW3を介して上記他端を引き下げる力とを制御ウインチにより制御して設置枠2Aを少しずつ所定角度まで回転可能にしたことを特徴とする請求項1に記載の風力発電装置の設置機構。
  3. 前記請求項1又は2に記載の風力発電設備の設置機構Aを、中小型クレーンを用いてタワーTw頂部に設置し、この設置機構Aの連結部材3a、3bに設けられた滑車4a、4b、4cにワイヤW1を通して風力発電用重量部材にその一端を連結し、他端を吊上用ウインチで巻き込んで風力発電用重量部材を吊り上げ、地上からタワーTw頂部まで吊り上げるとその位置で、設置機構Aを所定角度回転させてタワーTw頂部に移動させタワーTw頂部に設置、固定するようにした風力発電装置の設置方法。
  4. 前記上方の型枠部材2aの滑車5、5を通るワイヤW2を介して上記一端を引き下げる力と、下方の型枠部材2bの滑車6、6を通るワイヤw3を介して上記他端を引き下げる力とを制御ウインチにより制御して設置枠2Aを少しずつ所定角度まで回転させるようにしたことを特徴とする請求項3に記載の風力発電装置の設置方法。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100968876B1 (ko) * 2008-03-28 2010-07-09 주식회사 디엠에스 풍력 발전기 설치용 크레인
CN101858308A (zh) * 2009-04-03 2010-10-13 显示器生产服务株式会社 风力发电机
KR101001702B1 (ko) 2008-08-12 2010-12-15 인하대학교 산학협력단 블레이드 결합과정에서 너셀이 파손되는 것을 방지할 수 있는 풍력발전기 설치방법
KR101171714B1 (ko) * 2011-12-21 2012-08-09 양승직 크레인 일체형 풍력 발전기용 타워 및 이를 이용한 풍력 발전기의 시공방법
KR101235358B1 (ko) 2011-02-22 2013-02-20 주식회사 디엠에스 풍력 발전기
KR101313810B1 (ko) 2012-06-27 2013-09-30 삼성중공업 주식회사 풍력발전기용 타워 및 블레이드 연결장치
KR101313206B1 (ko) 2012-06-27 2013-09-30 삼성중공업 주식회사 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇
KR101313811B1 (ko) 2012-06-28 2013-09-30 삼성중공업 주식회사 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇
KR101379724B1 (ko) 2012-06-27 2014-03-28 삼성중공업 주식회사 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇
KR101379723B1 (ko) 2012-06-27 2014-03-28 삼성중공업 주식회사 풍력발전기용 블레이드 설치 시스템
KR101383287B1 (ko) * 2012-08-21 2014-04-10 한국건설기술연구원 해상기둥구조물에서의 중량물 이송방법 및 이를 위한 중량물 이송장치
KR101563919B1 (ko) * 2014-11-07 2015-10-28 삼성중공업 주식회사 풍력 발전기 및 그 유지 보수 방법

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61275587A (en) * 1985-05-30 1986-12-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Windmill iron tower
JPS61200471U (ja) * 1985-06-06 1986-12-15
JPS62141684U (ja) * 1986-02-28 1987-09-07
JPS62282178A (en) * 1986-05-31 1987-12-08 Yamaha Motor Co Ltd Tower for windmill
JPS63124875A (en) * 1986-11-12 1988-05-28 Fuji Electric Co Ltd Tower type wind power generating device
JP2002147335A (ja) * 2001-02-08 2002-05-22 Chikara Komoda 風車の固定構造
JP2002147339A (ja) * 2000-11-10 2002-05-22 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd 風車発電機の設置方法および風車発電機
JP2002147340A (ja) * 2000-11-16 2002-05-22 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd 風車発電機の設置方法および風車発電機
JP2004156478A (ja) * 2002-11-05 2004-06-03 Kashiwabara Painting Works Co Ltd 独立型塔体構造物の作業用足場装置及び作業用足場設置工法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61275587A (en) * 1985-05-30 1986-12-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Windmill iron tower
JPS61200471U (ja) * 1985-06-06 1986-12-15
JPS62141684U (ja) * 1986-02-28 1987-09-07
JPS62282178A (en) * 1986-05-31 1987-12-08 Yamaha Motor Co Ltd Tower for windmill
JPS63124875A (en) * 1986-11-12 1988-05-28 Fuji Electric Co Ltd Tower type wind power generating device
JP2002147339A (ja) * 2000-11-10 2002-05-22 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd 風車発電機の設置方法および風車発電機
JP2002147340A (ja) * 2000-11-16 2002-05-22 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd 風車発電機の設置方法および風車発電機
JP2002147335A (ja) * 2001-02-08 2002-05-22 Chikara Komoda 風車の固定構造
JP2004156478A (ja) * 2002-11-05 2004-06-03 Kashiwabara Painting Works Co Ltd 独立型塔体構造物の作業用足場装置及び作業用足場設置工法

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100968876B1 (ko) * 2008-03-28 2010-07-09 주식회사 디엠에스 풍력 발전기 설치용 크레인
KR101001702B1 (ko) 2008-08-12 2010-12-15 인하대학교 산학협력단 블레이드 결합과정에서 너셀이 파손되는 것을 방지할 수 있는 풍력발전기 설치방법
US8319363B2 (en) 2009-04-03 2012-11-27 Dms Co., Ltd. Wind power generator
CN101858308A (zh) * 2009-04-03 2010-10-13 显示器生产服务株式会社 风力发电机
KR101054919B1 (ko) * 2009-04-03 2011-08-05 주식회사 디엠에스 풍력 발전기
CN101858308B (zh) * 2009-04-03 2013-05-08 显示器生产服务株式会社 风力发电机
KR101235358B1 (ko) 2011-02-22 2013-02-20 주식회사 디엠에스 풍력 발전기
KR101171714B1 (ko) * 2011-12-21 2012-08-09 양승직 크레인 일체형 풍력 발전기용 타워 및 이를 이용한 풍력 발전기의 시공방법
KR101313810B1 (ko) 2012-06-27 2013-09-30 삼성중공업 주식회사 풍력발전기용 타워 및 블레이드 연결장치
KR101313206B1 (ko) 2012-06-27 2013-09-30 삼성중공업 주식회사 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇
KR101379724B1 (ko) 2012-06-27 2014-03-28 삼성중공업 주식회사 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇
KR101379723B1 (ko) 2012-06-27 2014-03-28 삼성중공업 주식회사 풍력발전기용 블레이드 설치 시스템
KR101313811B1 (ko) 2012-06-28 2013-09-30 삼성중공업 주식회사 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇
KR101383287B1 (ko) * 2012-08-21 2014-04-10 한국건설기술연구원 해상기둥구조물에서의 중량물 이송방법 및 이를 위한 중량물 이송장치
KR101563919B1 (ko) * 2014-11-07 2015-10-28 삼성중공업 주식회사 풍력 발전기 및 그 유지 보수 방법

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