JP2017207028A - 風車用ナセル及び風力発電装置並びに風力発電装置の部品昇降方法 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンス時の作業性を確保しながらメンテナンスの作業スペースを形成可能な風車用ナセルを提供する。【解決手段】ナセル内空間Ｓを形成するナセルカバー２３を備える風車用ナセル２０であって、前記ナセルカバーは、前記ナセルカバーの側壁部分を含む固定カバー２４と、前記ナセルカバーの天井部分の少なくとも一部を含み、前記固定カバーに対して相対的に上下方向に移動自在に前記固定カバーに取り付けられる可動カバー２６と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、風車用ナセル及び風力発電装置並びに風力発電装置の部品昇降方法に関する。

風力発電装置のメンテナンス時、ナセル内に配置される機器のメンテナンス等の目的で、ナセルカバーの一部を取り外したり、所定位置から移動させたりする場合がある。
例えば、特許文献１には、ナセル内の機器のメンテナンス時において、上側パネルと下側パネルとがボルト接合されることにより構成されたナセルカバーのうち、上側パネルを取り外すことが記載されている。
また、特許文献２には、ナセルの上部カバー（天井部分）をナセルの下部カバーに対して水平方向にスライドさせて、該上部カバーを下部カバーから取り外すことが記載されている。

特許第５５１８２０７号明細書 欧州特許出願公開第１６７７０００号明細書

ところで、ナセルカバーの一部が外されてナセルの内部空間が外部に開放された状態となる場合、雨や風等の気象条件によってはメンテナンス時の作業性が低下する可能性がある。
この点、特許文献１及び特許文献２には、このような作業性の低下に関する具体的な対策は記載されていない。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、メンテナンス時の作業性を確保しながらメンテナンスの作業スペースを形成可能な風車用ナセル及び風力発電装置並びに風力発電装置の部品昇降方法を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る風車用ナセルは、
ナセル内空間を形成するナセルカバーを備える風車用ナセルであって、
前記ナセルカバーは、
前記ナセルカバーの側壁部分を含む固定カバーと、
前記ナセルカバーの天井部分の少なくとも一部を含み、前記固定カバーに対して相対的に上下方向に移動自在に前記固定カバーに取り付けられる可動カバーと、
を備える。
なお、本明細書において、上下方向とは、鉛直方向に沿った方向のことをいう。

上記（１）の構成では、ナセルカバーの天井部分の少なくとも一部を含む可動カバーは、ナセルカバーの側壁部分を含む固定カバーに対して相対的に上下方向に移動自在である。これにより、可動カバーを固定カバーに対して相対的に上下方向に移動させることで、上下方向における可動カバーと固定カバーとの間にメンテナンスの作業スペースを形成することができる。また、上記（１）の構成では、可動カバーを移動させることにより形成される作業スペースは、上方の可動カバーに覆われているので、該作業スペースにおけるメンテナンス作業時の雨や風等の天候の影響を低減することができる。よって、上記（１）の構成によればメンテナンス時の作業性を確保することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記可動カバーを前記固定カバーに対して昇降させるための少なくとも一つのアクチュエータをさらに備える。

上記（２）の構成によれば、アクチュエータを用いた簡素な構成により、可動カバーを固定カバーに対して昇降させることができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
各々の前記アクチュエータは、
前記固定カバー又は前記可動カバーの一方に固定されるシリンダと、
前記固定カバー又は前記可動カバーの他方に固定され、前記シリンダによって案内されて往復動するように構成されたピストンと、を含む。

上記（３）の構成によれば、固定カバー又は可動カバーの一方に固定されるシリンダに案内されるピストンの往復動に合わせて固定カバー又は可動カバーの他方を動かすことにより、可動カバーを固定カバーに対して相対的に上下方向に移動させることができる。これにより、可動カバーと固定カバーとの間にメンテナンス作業スペースを形成することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）の構成において、
前記少なくとも一つのアクチュエータは、前記可動カバーの荷重を均等に支えるように配置された複数のアクチュエータを含む。

上記（４）の構成によれば、複数のアクチュエータにより可動カバーの荷重を均等に支えるので、可動カバーを安定的に移動させることができるとともに、可動カバーを固定カバーから離れた位置に安定的に保持することができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（４）の何れかの構成において、
各々の前記アクチュエータは、前記可動カバーに対して動き代を有して取り付けられる。

上記（５）の構成よれば、アクチュエータは可動カバーに対して動き代を有して取り付けられているので、固定カバーと可動カバーとの間の相対的な位置ずれが生じたとしても、該位置ずれに起因したアクチュエータの動作不良を防止することができる。

（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、
前記風車用ナセルは、
前記可動カバーが前記固定カバーに対して上下方向に移動するように前記可動カバーを案内するための直動ガイドをさらに備える。

上記（６）の構成によれば、可動カバーの固定カバーに対する上下方向の動きを直動ガイドで案内することにより、アクチュエータによる可動カバーの上下動をスムーズに行うことができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかの構成において、
前記可動カバーの上昇時において、前記可動カバーと前記固定カバーとの間の隙間を塞ぐための壁部材をさらに備える。

上記（７）の構成によれば、可動カバーが上昇した位置にあるときに、可動カバーと固定カバーとの間の隙間を壁部材で塞ぐことにより、該隙間からメンテナンス作業スペースへ雨や風等が入り込むことを抑制することができる。これにより、作業スペースにおけるメンテナンス作業時の雨や風等の天候の影響をより低減することができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、前記壁部材は、上下方向に伸縮自在であるベローズ部を含む。

上記（８）の構成では、壁部材は、上下方向に伸縮自在なベローズ部を含むので、可動カバーの上下方向の移動量に応じてベローズ部を伸縮させることができる。よって、可動カバーの固定カバーに対する位置に依らず可動カバーと固定カバーとの間の隙間を塞ぐことができ、作業スペースにおけるメンテナンス作業時の雨や風等の天候の影響をより効果的に低減することができる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（８）の何れかの構成において、
前記風車用ナセルは、
前記可動カバーに固定される上端部と、前記固定カバーに固定される下端部と、を含むとともに、前記可動カバーの上昇時において前記可動カバーの荷重を支えるように構成された支持部材をさらに備える。

上記（９）の構成によれば、可動カバーの上昇時において支持部材で可動カバーの荷重を支えることにより、可動カバーを固定カバーから上昇した位置により安定的に保持することができる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（９）の何れかの構成において、
前記ナセルカバーは、前記風車用ナセルの前後方向に配列され、互いに連結される複数のカバーセクションを含み、
前記複数のカバーセクションのうち少なくとも一つのカバーセクションは、
前記固定カバーを少なくとも部分的に形成する固定部と、
前記可動カバーを少なくとも部分的に構成するとともに、前記固定部の上方に位置して前記固定部に対して相対的に上下方向に移動自在に構成される可動部と、
を含む。

上記（１０）の構成によれば、ナセルカバーを構成する複数のカバーセクションのうち、固定カバーを形成する固定部と可動カバーを形成する可動部とを含むカバーセクションについて、可動部を固定部に対して相対的に上下方向に移動させることができる。よって、例えば、メンテナンス作業のためのスペースを形成したい所望の位置のカバーセクションについてのみ可動部を固定部に対して相対的に上下方向に移動させることができ、これにより、効率的にメンテナンス作業スペースを形成することができる。

（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１０）の何れかの構成において、
前記可動カバーは、前記ナセルカバーの前記天井部分のうち、少なくとも、仮設昇降装置が設置される領域を含む。

上記（１１）の構成によれば、可動カバーを固定カバーに対して相対的に上下方向に移動させて、仮設昇降装置を設置するための作業スペースを形成することができる。よって、仮設昇降装置の不使用時には、ナセル内に仮設昇降装置を設置するスペースは不要である。このため、仮設昇降装置の不使用時（すなわち、可動カバーが上昇していないとき）におけるナセルカバーの上下方向のサイズを比較的小さくすることができ、ナセル及び風力発電装置をより小型化又は軽量化することができる。

（１２）本発明の少なくとも一実施形態に係る風力発電装置は、
上記（１）乃至（１１）の何れかに記載のナセルと、
前記ナセルによって回転自在に支持される風車ロータと、
前記風車ロータの回転エネルギーによって駆動されるように構成された発電機と、
を備える。

上記（１２）の構成では、ナセルカバーの天井部分の少なくとも一部を含む可動カバーは、ナセルカバーの側壁部分を含む固定カバーに対して相対的に上下方向に移動自在である。これにより、可動カバーを固定カバーに対して相対的に上下方向に移動させることで、上下方向における可動カバーと固定カバーとの間にメンテナンスの作業スペースを形成することができる。また、上記（１２）の構成では、可動カバーを移動させることにより形成される作業スペースは、上方の可動カバーに覆われているので、該作業スペースにおけるメンテナンス作業時の雨や風等の天候の影響を低減することができる。よって、上記（１２）の構成によればメンテナンス時の作業性を確保することができる。

（１３）幾つかの実施形態では、上記（１２）の構成において、
前記ナセルは、前記可動カバーを前記固定カバーに対して昇降させるための少なくとも一つのアクチュエータをさらに含み、
前記アクチュエータは、前記風力発電装置のドライブトレイン又は補機で利用される油圧又は空圧により、前記可動カバーを移動させるように構成される。

上記（１３）の構成によれば、風力発電装置のドライブトレイン又は補機で利用される油圧又は空圧を利用して、効率的に可動カバーを固定カバーに対して昇降させることができる。

（１４）本発明の少なくとも一実施形態に係る風力発電装置の部品昇降方法は、
ナセル内空間を形成するナセルカバーを備える風力発電装置の部品昇降方法であって、
前記ナセルカバーは、
前記ナセルカバーの側壁部分を含む固定カバーと、
前記ナセルカバーの天井部分の少なくとも一部を含み、前記固定カバーに対して相対的に上下方向に移動自在に前記固定カバーに取り付けられる可動カバーと、
を含み、
前記可動カバーを上昇させるステップと、
前記可動カバーの上昇によって拡張された前記ナセル内空間の領域を利用して設置された仮設昇降装置を用いることにより前記風力発電装置の部品を昇降させるステップと、
を備える。

上記（１４）の方法によれば、可動カバーを固定カバーに対して相対的に上下方向に移動させて、仮設昇降装置を設置するための作業スペースを形成することができる。よって、仮設昇降装置の不使用時には、ナセル内に仮設昇降装置を設置するスペースは不要である。このため、仮設昇降装置の不使用時（すなわち、可動カバーが上昇していないとき）におけるナセルカバーの上下方向のサイズを比較的小さくすることができ、ナセル及び風力発電装置をより小型化又は軽量化することができる。

（１５）幾つかの実施形態では、上記（１４）の方法において、
前記可動カバーを上昇させるステップでは、前記可動カバーが前記固定カバーに対して上下方向に移動するように前記可動カバーを直動ガイドにより案内する。

上記（１５）の方法によれば、可動カバーの固定カバーに対する上下方向の動きを直動ガイドで案内することにより、アクチュエータによる可動カバーの上下動をスムーズに行うことができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、メンテナンス時の作業性を確保しながらメンテナンスの作業スペースを形成可能な風車用ナセル及び風力発電装置並びに風力発電装置の部品昇降方法が提供される。

一実施形態に係るナセルを備えた風力発電装置の全体構成を示す概略図である。 一実施形態に係るナセルの内部を示す模式的な平面図である。 一実施形態に係るナセルの斜視図である。 図３に示すナセルの前後方向に沿った断面図である。 図３に示すナセルの前後方向に直交する部分的な断面図である。 図４Ａに示すナセルの部分拡大図である。 図５に示すアクチュエータの取り付け部を平面視して示すナセルの断面図である。 一実施形態に係るナセルを備えた風力発電装置の斜視図である。 仮設昇降装置の設置方法の一例を示す図である。

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。

以下、幾つかの実施形態に係る風車用ナセル及び風力発電装置について述べた後、風力発電装置の部品昇降方法について説明する。

図１は、一実施形態に係る風力発電装置の全体構成を示す概略図である。同図に示すように、風力発電装置１は、少なくとも一本のブレード２及びハブ４で構成されるロータ（風車ロータ）３と、ハブ４に連結されるメインシャフト６と、電力を生成する発電機１６と、メインシャフト６の回転エネルギーを発電機１６に伝えるドライブトレイン１１と、メインシャフト６を含む種々の機器を収容するナセル（風車用ナセル）２０と、を備える。ハブ４は、ハブカバー（スピナー）５によって覆われていてもよい。

ロータ３は、ナセル２０によって回転自在に支持されている。また、ロータ３の回転エネルギーは、ロータ３とともに回転するメインシャフト６及びドライブトレイン１１を介して発電機１６に伝えられ、発電機１６を駆動する。すなわち、発電機１６は、ロータ３の回転エネルギーによって駆動されるようになっている。

ナセル２０は、ナセル台板２１と、ナセル台板２１に取付けられたナセルフレーム２２と、ナセルカバー２３とを含む。
ナセル２０に収容される機器は、ナセル台板２１、又は、ナセル台板２１の後方の端部に接続され、メインシャフト６の軸方向に沿って延在するナセルフレーム２２等に支持されるようになっている。なお、図１においては、一部のナセルフレーム２２のみが例示的に図示されている。
また、ナセルカバー２３は、ナセル台板２１及びナセルフレーム２２並びにナセル２０に収容される機器を覆うように設けられており、該ナセルカバー２３の内側に、外部空間から仕切られたナセル内空間Ｓを形成する。
なお、本明細書では、メインシャフト６の軸方向に沿った方向をナセル２０の前後方向と呼び、ナセル内空間Ｓにおいてメインシャフト６の軸方向にハブに近い側を前方、ハブ４から遠い側を後方と呼ぶ。また、ナセル２０を平面視したときに、ナセル２０の前後方向に直交する方向をナセル２０の幅方向と呼ぶ（図２参照）。

ナセル２０は、陸上又は水上に立設されたタワー１８に支持されている。タワー１８の上端には、ヨー旋回輪軸受１７を介してナセル台板２１が取り付けられてもよい。メインシャフト６は、前方軸受７及び前方軸受７よりも後方に位置する後方軸受８を含む一対の主軸受を介してナセル２０に取り付けられてもよい。前方軸受７のハウジング９及び後方軸受８のハウジング１０は、それぞれ、ナセル台板２１によって支持されてもよい。

図１に示す例示的な実施形態では、ドライブトレイン１１は、メインシャフト６に取付けられた油圧ポンプ１２と、高圧油ライン１３及び低圧油ライン１５を介して油圧ポンプ１２に接続される油圧モータ１４とを含む。油圧ポンプ１２の出口は、高圧油ライン１３を介して油圧モータ１４の入口に接続されている。また、油圧モータ１４の出口は、低圧油ライン１５を介して油圧ポンプ１２に接続されている。
油圧ポンプ１２は、図示しないトルクアームを介してナセル２０のナセル台板２１に支持される。なお、トルクアームは、油圧ポンプ１２の振動やトルクを吸収するように構成されている。また、油圧モータ１４は、支持台２８を介してナセルフレーム２２に支持されている。

上述のドライブトレイン１１において、油圧ポンプ１２は、メインシャフト６によって駆動されて作動油を昇圧し、高圧の作動油（圧油）を生成する。油圧ポンプ１２で生成された圧油は高圧油ライン１３を介して油圧モータ１４に供給され、この圧油によって油圧モータ１４が駆動される。油圧モータ１４で仕事をした後の低圧の作動油は、油圧モータ１４の出口と油圧ポンプ１２の入口との間に設けられた低圧油ライン１５を経由して、油圧ポンプ１２に再び戻される。また、油圧モータ１４の出力軸は発電機１６の入力軸に接続されており、油圧モータ１４の回転が発電機１６に入力されるようになっている。油圧ポンプ１２、油圧モータ１４及び発電機１６の個数は特に限定されず、それぞれ、少なくとも一つあればよい。

なお、図１では油圧トランスミッションを用いた場合を例示しているが、これに限定されるものではなく、ギア式の増速機を介してメインシャフト６のトルクを発電機１６に伝える構成のドライブトレインを採用してもよい。また、ドライブトレイン１１を設けずに、メインシャフト６と発電機１６とを直結させた構成であってもよい。

図１に示す実施形態において、ナセルカバー２３は、ナセルカバー２３の側壁部分を含む固定カバー２４と、ナセルカバーの天井部分の少なくとも一部を含む可動カバー２６と、を含む。可動カバー２６は、固定カバー２４に対して相対的に上下方向に移動自在に固定カバー２４に取付けられている。

図１には、固定カバー２４に対して上昇した状態の可動カバー２６が実線で示されているとともに、可動カバー２６が固定カバー２４に対して上昇しておらず、固定カバー２４と可動カバー２６とが連続して一体的にナセルカバー２３を形成している状態における可動カバー２６の位置（２６’）が二点鎖線で示されている。可動カバー２６が固定カバー２４に対して上昇した状態では、上昇した可動カバー２６によって、該可動カバー２６の下方に、拡張されたナセル内空間である拡張スペースＳ’が形成される。

このように、可動カバー２６を固定カバー２４に対して相対的に上下方向に移動させることで（例えば、固定カバー２４に対して上昇していない図１中の可動カバー２６’の位置から、固定カバー２４よりも上方の可動カバー２６の位置に移動させることで）、上下方向における可動カバー２６と固定カバー２４との間にメンテナンスの作業スペースとして拡張スペースＳ’を形成することができる。
このようにして形成された作業スペース（拡張スペースＳ’）は、上方の可動カバー２６に覆われているので、該作業スペースにおけるメンテナンス作業時の雨や風等の天候の影響を低減することができる。よって、該作業スペースを形成可能なナセル２０によれば、メンテナンス時の作業性を確保することができる。

図２は、一実施形態に係る風力発電装置１のナセル２０内部を示す模式的な平面図である。
図１及び図２に示すように、ナセル内空間Ｓには、仮設昇降装置３０が設置されることがある。仮設昇降装置３０は、例えば、ナセル内空間Ｓに設置される機器を、ナセル２０に設けられた第１開口２５を介してナセル内空間Ｓとナセル外部空間との間で昇降させるための昇降装置であり、使用時（すなわち風力発電装置１のメンテナンス時）に一時的にナセル内空間Ｓに設置される。なお、第１開口２５は、ナセル内空間Ｓをナセル外部空間から隔離して略気密状態に保持可能なように、蓋２３ａによって開閉可能に構成されてもよい。

図１及び図２に示す例示的な実施形態では、仮設昇降装置３０は、タワー内部空間１９に設置される巻取り機３１と、ナセル内空間Ｓに設置される機器を吊るためのワイヤ３２と、ナセル内空間Ｓに設置されるアーム部３３（３３ａ〜３３ｄ）、ブラケット部３４（３４ａ〜３４ｃ）及び滑車部３５（３５ａ〜３５ｃ）とを有する。

ワイヤ３２は、ナセル台板２１に設けられた第２開口２９を介して、ナセル内空間Ｓのアーム部３３とタワー内部空間１９の巻取り機３１との間に延在する。なお、第２開口２９は、ナセル台板２１において、ナセル内空間Ｓとタワー内部空間１９との間を連通するように、ヨー旋回輪軸受１７の内側に設けられていてもよい。

仮設昇降装置３０は、例えば、後方軸受８のハウジング１０又はナセル台板２１等に取付けられるブラケット部３４（３４ａ〜３４ｃ）を介して、ナセル内空間Ｓに設置されるようになっていてもよい。

なお、図２には、メインシャフト６の片側において機器を昇降可能に設置された仮設昇降装置３０が図示されているが、仮設昇降装置３０は、メインシャフト６の他側において機器を昇降可能に設置できるようになっていてもよい。この場合、仮設昇降装置３０は、メインシャフト６の軸中心を示す直線Ｌに関して、図示されている位置とは対称の位置に取付けられてもよい。

幾つかの実施形態では、図１及び図２に示すように、仮設昇降装置３０の少なくとも一部は、可動カバー２６を固定カバー２４に対して相対的に上下方向に移動させることにより形成される拡張スペースＳ’に設置される。すなわち、可動カバー２６は、ナセルカバー２３の天井部分のうち、少なくとも、仮設昇降装置３０が設置される領域Ｒ（図２参照）を含む。
例えば、仮設昇降装置３０が後方軸受８のハウジング１０を介してナセル２０に取り付けられている場合、可動カバー２６は、ナセルカバー２３の天井部分のうち、少なくとも、ナセル２０の前後方向においてハウジング１０が存在する範囲を含む領域Ｒに設けられていてもよい。

このように、可動カバー２６を固定カバー２４に対して相対的に上下方向に移動させて形成される拡張スペースＳ’に仮設昇降装置３０を設置可能なナセル２０によれば、仮設昇降装置３０の不使用時には、ナセル２０内に仮設昇降装置３０を設置するスペースは不要である。このため、仮設昇降装置３０の不使用時（すなわち、可動カバー２６が上昇していないとき）におけるナセルカバー２３の上下方向のサイズを比較的小さくすることができ、ナセル２０及び風力発電装置１をより小型化又は軽量化することができる。

図３は、一実施形態に係るナセル（風車用ナセル）の斜視図である。なお、図３においては、ナセルカバー２３のうち可動カバー２６が固定カバー２４に対して上方に移動した状態のナセル２０が図示されている。
図３に示す例示的な実施形態では、ナセルカバー２３は、ナセル２０の前後方向に配列され、互いに連結される複数のカバーセクション２３Ａ〜２３Ｃを含む。これらのカバーセクション２３Ａ〜２３Ｃは、固定カバー２４を部分的に形成する固定部２４ａと、可動カバー２６を部分的に形成する可動部２６ａと、をそれぞれ含む。各カバーセクション２３Ａ〜２３Ｃの可動部２６ａは、それぞれ、対応する固定部２４ａの上方に位置し、該固定部２４ａに対して相対的に上下方向に移動可能である。

このように、ナセルカバー２３を構成する複数のカバーセクション２３Ａ〜２３Ｃのうち、固定カバー２４を形成する固定部２４ａと可動カバー２６を形成する可動部２６ａとを含む任意のカバーセクション２３Ａ〜２３Ｃについて、可動部２６ａを固定部２４ａに対して相対的に上下方向に移動させることができる。よって、例えば、メンテナンス作業のためのスペースを形成したい所望の位置のカバーセクション２３Ａ〜２３Ｃについてのみ可動部２６ａを固定部２４ａに対して相対的に上下方向に移動させることができ、これにより、効率的にメンテナンス作業スペース（拡張スペースＳ’）を形成することができる。

なお、図３に示す実施形態において、ナセル２０は、固定カバー２４の上端部の少なくとも一部に設けられたフランジ部５２と、可動カバー２６の下端部の少なくとも一部に設けられたフランジ部５４とを有する。フランジ部５２は、固定カバー２４の上端部のうち、可動カバー２６に対向する部分においてナセル２０の内側に向かって突出するように設けられている。フランジ部５４は、可動カバー２６の下端部において、ナセル２０の内側に向かって突出するように設けられている。
風力発電装置１の通常運転時等、可動カバー２６を固定カバー２４に対して上昇させないときには、固定カバー２４のフランジ部５２と可動カバー２６のフランジ部５４は、ボルト締結等により互いに接続されていてもよい。

幾つかの実施形態では、図３に示すように、ナセル２０は、可動カバー２６と固定カバー２４に対して昇降させるためのアクチュエータ３６を備える。このアクチュエータ３６を作動させることにより、可動カバー２６を固定カバーに対して昇降させることができる。
ここで、図４Ａは、図３に示すナセル２０の前後方向に沿った断面図であり、図４Ｂは、図３に示すナセル２０の前後方向に直交する部分的な断面図である。また、図５は、図４Ａに示すナセル２０の部分拡大図である。

図３に示す例示的な実施形態では、複数のアクチュエータ３６が、可動カバー２６の荷重を均等に支えるように配置されている。より具体的には、図３に示す例示的な実施形態では、ナセル２０の中心線（平面視においてメインシャフト６の軸中心と同じ方向）を含む垂直面に関するナセルカバー２３の両側方において、前側と後側にそれぞれアクチュエータ３６が設けられている。幾つかの実施形態では、ナセルカバー２３にさらにアクチュエータ３６が設けられていてもよい。

このように、複数のアクチュエータ３６により可動カバー２６の荷重を均等に支えることで、可動カバー２６を安定的に移動させることができるとともに、可動カバー２６を固定カバー２４から離れた位置に安定的に保持することができる。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、アクチュエータ３６は、上下方向に延びるように設けられたシリンダ３８と、シリンダ３８によって案内されて上下方向に往復動可能なピストン３９とを含む。シリンダ３８は固定カバー２４に固定されているとともに、ピストン３９は、その上端部において可動カバー２６に固定されている。

図５に示すように、シリンダ３８は、固定カバー２４に取り付けられた固定治具６０を介して固定カバー２４に固定されている。固定治具６０は、シリンダ３８が取り付けられる取付け板６１と、固定カバー２４のフランジ部５２に固定される固定板６２と、取付け板６１と固定板６２とを接続する接続コラム６３と、を含む。シリンダ３８の上端部にフランジ５６が設けられており、フランジ５６と取付け板６１とがボルト５７で接合されている。また、固定板６２と固定カバー２４のフランジ部５２とは、ボルト５８で接合されている。このようにして、シリンダ３８が固定カバー２４に固定されている。

アクチュエータ３６は、シリンダ３８への作動流体の供給量を調節することによりピストン３９の移動量（ストローク）を調節可能な流体シリンダであってもよい。この場合、シリンダ３８への作動流体の供給量を調節することによって、固定カバー２４に対するピストン３９の移動量、すなわち、可動カバー２６の固定カバー２４に対する上昇量を調節することができる。

幾つかの実施形態において、アクチュエータ３６は、風力発電装置１のドライブトレイン又は補機で利用される油圧又は空圧により、可動カバー２６を移動させるように構成される。このように、風力発電装置１のドライブトレイン又は補機で利用される油圧又は空圧を利用して、効率的に可動カバー２６を固定カバー２４に対して昇降させることができる。

例えば、風力発電装置１においては、通常、軸受又はギア等の潤滑のために潤滑油が用いられる。そこで、潤滑油として用いられる油をアクチュエータ３６の作動油として用いてもよい。
また、例えば、図１に示す風力発電装置１のように、油圧ポンプ１２及び油圧モータ１４を含む油圧トランスミッションを用いたドライブトレイン１１を採用している場合、油圧トランスミッションで用いられる作動油をアクチュエータ３６の作動油として用いてもよい。
あるいは、ブレード２のピッチ制御又は風車ロータ３のヨー制御に用いられる油圧アクチュエータ等の補機で用いられる作動油を、アクチュエータ３６の作動油として用いてもよい。

また、図５に示すように、ピストン３９の上端部には揺動部６６が設けられており、揺動部６６（より詳しくは、後述する揺動部６６の第２部分６８）と可動カバー２６のフランジ部５４がボルト４２で締結されている。これにより、ピストン３９が可動カバー２６に固定されている。

このように、固定カバー２４に固定されるシリンダ３８に案内されるピストン３９の往復動に合わせて可動カバー２６を動かすことにより、可動カバー２６を固定カバー２４に対して相対的に上下方向に移動させることができる。これにより、可動カバー２６と固定カバー２４との間にメンテナンス作業スペースを形成することができる。

なお、他の実施形態では、シリンダ３８が可動カバー２６に固定されるとともに、ピストン３９が固定カバー２４に固定されていてもよい。この場合、可動カバー２６に固定されるシリンダ３８に案内されるピストン３９の往復動に合わせて固定カバー２４を可動カバー２６に対して相対的に動かすことにより、可動カバー２６を固定カバー２４に対して相対的に上下方向に移動させることができる。

図６は、図５に示すアクチュエータ３６の取り付け部を平面視して示すナセル２０の断面図である。
幾つかの実施形態では、アクチュエータ３６は、可動カバー２６に対して動き代を有して取り付けられる。

図５に示す実施形態において、ピストン３９の先端部に設けられた揺動部６６は、ピストン３９にボルト６４で接続される第１部分６７と、可動カバー２６のフランジ部５４にボルト４２で取り付けられる第２部分６８と、第１部分６７及び第２部分６８を貫通するように設けられたピン６９と、を含む。第１部分６７と第２部分６８とは、ピン６９の軸線Ｐを中心として、互いに揺動可能になっている。これにより、アクチュエータ３６は、可動カバー２６に対して、ナセル２０の幅方向（図５における紙面直交方向）における動き代を有する。

また、一実施形態では、図６に示すように、アクチュエータ３６を可動カバー２６に取付けるために可動カバー２６のフランジ部５４に設けられたボルト穴４０は、ナセル２０の前後方向に沿って伸びた形状をした長穴である。これにより、アクチュエータ３６は、可動カバー２６に対して、ナセル２０の前後方向における動き代を有する。

このように、アクチュエータ３６は可動カバー２６に対して動き代を有して取り付けられているので、固定カバー２４と可動カバー２６との間の相対的な位置ずれが生じたとしても、該位置ずれに起因したアクチュエータ３６の動作不良を防止することができる。

幾つかの実施形態では、図３に示すように、ナセル２０は、可動カバー２６が固定カバー２４に対して上下方向に移動するように可動カバー２６を案内するための直動ガイドをさらに備える。
図３に示す例示的な実施形態では、ナセル２０は、直動ガイドとしてボールスプライン４４を備える。図３に示す例では、複数のボールスプライン４４が、ナセル２０の前後方向において各アクチュエータ３６にそれぞれ隣接するように設けられている。

図４Ａに示すように、ボールスプライン４４は、上下方向に延びるスプライン軸４５と、ボール（不図示）を介してスプライン軸４５を支持するスリーブ４６とを含むボールスプライン４４を備える。スリーブ４６は、固定カバー２４に固定されているとともに、スプライン軸４５は可動カバー２６に固定されている。

幾つかの実施形態では、図４Ａ及び図５に示すように、スリーブ４６は、上述の固定治具６０に溶接で接合されており、この固定治具６０を介して固定カバー２４に固定されている。また、図５に示すように、スプライン軸４５の上端部には揺動部７０が設けられており、揺動部７０と可動カバー２６のフランジ部５４がボルト７２で接合されることにより、スプライン軸４５が可動カバー２６に固定されている。
このようにして、スプライン軸４５は、固定カバー２４に固定されたスリーブ４６に支持されて固定カバー２４に対して上下方向に移動可能になっている。

可動カバー２６の固定カバー２４に対する上下方向の動きを上述のボールスプライン４４（直動ガイド）で案内することにより、アクチュエータ３６による可動カバー２６の上下動をスムーズに行うことができる。

なお、幾つかの実施形態では、アクチュエータ３６と同様に、直動ガイドは可動カバー２６に対して動き代を有して取り付けられていてもよい。
例えば、図５に示す実施形態のように、ボールスプライン４４の揺動部７０は、ピン７１の軸線Ｑを中心として揺動可能になっており、これによりボールスプライン４４は、可動カバー２６に対して、ナセル２０の幅方向における動き代を有していてもよい。また、ボールスプライン４４を可動カバー２６に取付けるために可動カバー２６のフランジ部５４に設けられるボルト穴（不図示）は、ナセル２０の前後方向に沿って伸びた形状をした長穴であってもよく、これにより、ボールスプライン４４は、可動カバー２６に対して、ナセル２０の前後方向における動き代を有していてもよい。

このように、ボールスプライン４４が可動カバー２６に対して動き代を有して取り付けられていることにより、固定カバー２４と可動カバー２６との間の相対的な位置ずれが生じたとしても、該位置ずれに起因したアクチュエータ３６の動作不良を防止しながら、可動カバー２６の固定カバー２４に対する上下方向の動きを案内することができる。

図７は、一実施形態に係るナセルを備える風力発電装置の斜視図である。
幾つかの実施形態では、ナセル２０は、可動カバー２６の上昇時において、可動カバー２６と固定カバー２４との間の隙間を塞ぐための壁部材をさらに備える。

図７に示す例示的な実施形態では、ナセル２０は、壁部材として、上下方向に伸縮自在であるベローズ部４７を備える。ベローズ部４７の下端部は、固定カバー２４のフランジ部５２に取付けられているとともに、ベローズ部４７の上端部は、可動カバー２６のフランジ部５４に取付けられている。
ベローズ部４７は上下方向に伸縮可能であるので、可動カバー２６の固定カバー２４に対する上下方向の移動量に応じてベローズ部４７が伸縮し、可動カバー２６の高さが変化しても、可動カバー２６と固定カバー２４との間の隙間がベローズ部４７によって覆われた状態となる。

このように、可動カバー２６が上昇した位置にあるときに、可動カバー２６と固定カバー２４との間の隙間を壁部材で塞ぐことにより、該隙間からメンテナンス作業スペースへ雨や風等が入り込むことを抑制することができる。これにより、作業スペースにおけるメンテナンス作業時の雨や風等の天候の影響をより低減することができる。
また、壁部材が上述のベローズ部４７を含む場合、可動カバー２６の上下方向の移動量に応じてベローズ部４７を伸縮させることができる。よって、可動カバー２６の固定カバー２４に対する位置に依らず可動カバー２６と固定カバー２４との間の隙間を塞ぐことができ、作業スペースにおけるメンテナンス作業時の雨や風等の天候の影響をより効果的に低減することができる。

幾つかの実施形態では、ナセル２０は、可動カバー２６の上昇時において可動カバー２６の荷重を支えるための支持部材をさらに備える。
図４Ａに示す例示的な実施形態において、ナセル２０は、支持部材として、トラス構造４８及び支柱５０を備える。支持部材（トラス構造４８及び支柱５０）は、上端部が可動カバー２６に固定されるとともに、下端部が固定カバー２４に固定されている。

図４Ａに示す実施形態において、支柱５０は、支柱５０の下端部に設けられたフランジ５１及び支柱５０の上端部に設けられたフランジ５３が、固定カバー２４のフランジ部５２及び可動カバー２６のフランジ部５４とそれぞれボルトで接合されることにより、固定カバー２４及び可動カバー２６に固定されていてもよい。

また、図４Ａに示す実施形態において、トラス構造４８は、支持棒４９ａ，４９ｂを含む。支持棒４９ａと支持棒４９ｂとは、支持棒４９ａ，４９ｂの上端部と下端部との間で交差するように設けられており、支持棒４９ａ及び支持棒４９ｂの上端部及び下端部は、支柱５０のフランジ５３，５１にそれぞれ設けられた取付け部にボルト等でそれぞれ固定されていてもよい。

可動カバー２６の上昇時において上述の支持部材（トラス構造４８又は支柱５０等）で可動カバー２６の荷重を支えることにより、可動カバー２６を固定カバー２４から上昇した位置により安定的に保持することができる。

なお、ナセル２０に設ける支持部材の個数は限定されず、可動カバー２６の荷重を支えるのに十分な個数の支持部材を設けてもよい。

次に、上述した幾つかの実施形態に係る風力発電装置１の部品昇降方法について説明する。
幾つかの実施形態では、まず、ナセル２０の可動カバー２６を、アクチュエータ３６等を用いて上昇させる（Ｓ１：カバー上昇ステップ；図３〜図５参照）。ステップＳ１では、可動カバー２６が固定カバー２４に対して上下方向に移動するように可動カバー２６を直動ガイド（例えば図３〜図５に示すボールスプライン４４）により案内してもよい。

次に、ステップＳ１における可動カバー２６の上昇によって拡張されたナセル内空間の領域（拡張スペースＳ’）を利用して、仮設昇降装置３０を設置する（Ｓ２：設置ステップ）。

そして、ステップＳ２で設置された仮設昇降装置３０を用いて、風力発電装置１の部品を昇降させる（Ｓ３：部品昇降ステップ）。例えば、図１に示すように、ナセル２０内に設置された油圧モータ１４を仮設昇降装置３０を用いて昇降させる。なお、部品昇降ステップＳ３では、設置ステップＳ２にて仮設昇降装置３０を設置するために必要とされるほどの大きさの拡張スペースＳ’が必要でない場合もある。その場合、ステップＳ３の前に、アクチュエータ３６を用いてナセル２０の可動カバー２６を部分的にあるいは全部下降させて、風力発電装置１の部品の昇降をするのに必要十分な程度となるまで、拡張スペースＳ’を減少させてもよい。これにより、可動カバー２６と固定カバー２４との間の隙間から拡張スペースＳ’に入り込む雨や風を低減することができる。

ここで、図８を参照して、一実施形態に係る部品昇降方法において仮設昇降装置３０を設置する設置ステップＳ２についてより詳細に説明する。図８は、仮設昇降装置３０の設置方法の一例を示す図であり、仮設昇降装置３０の各セクション（部品）をナセル内へ搬入する状態を示す図である。

幾つかの実施形態では、図８に示すように、タワー内部空間１９には仮設昇降装置３０を構成する各部品が設置されている。これらの部品は、第２開口２９を通過可能な程度に分解されている。例えば、アーム部３３（図１参照）は、第１アーム３３ａ、第２アーム３３ｂ、第３アーム３３ｃ及び第４アーム３３ｄに分解されている（図２参照）。

一実施形態において、設置ステップＳ２では、可動カバー２６に設置された昇降装置７３を用いて、第２開口２９を介して、タワー内部空間１９からナセル内空間Ｓ及び／又は拡張スペースＳ’に各部品を搬入し、拡張スペースＳ’を利用して、昇降装置７３を用いて仮設昇降装置３０を組み立てる。

昇降装置７３は、ナセル２０の前後方向に沿って設けられた前後方向レール７６と、ナセル２０の幅方向に沿って設けられた幅方向レール７４と、前後方向レール７６に取付けられたブラケット７５と、前後方向レール７６に取付けられ、前後方向レール７６に沿って移動可能なチェーンブロック７８と、を含む。
前後方向レール７６に取付けられたブラケット７５は、幅方向レール７４に摺動可能に係合しており、これにより、前後方向レール７６は、幅方向に移動可能になっている。よって、チェーンブロック７８は、前後方向レール７６に沿って移動可能であるため前後方向に移動可能であるとともに、前後方向レール７６が幅方向に移動可能であるため幅方向に移動可能である。したがって、チェーンブロック７８は、前後方向レール７６及び幅方向レール７４が設けられた範囲において前後方向及び幅方向に任意の量だけ移動可能である。

設置ステップＳ２では、まず、図８に示すように、昇降装置７３を用いて、各部品を第２開口２９を介してタワー内部空間１９からナセル内空間Ｓ及び／又は拡張スペースＳ’に搬入する。搬入された部品は、ナセル内空間Ｓ及び／又は拡張スペースＳ’の空きスペースに一時保管しておく。
そして、昇降装置７３を用いて、拡張スペースＳ’を利用して、仮設昇降装置３０を構成する各部品をナセル２０に取り付ける。そして、タワー内部空間１９に設置された巻取り機３１（図１参照）からナセル内空間Ｓ及び／又は拡張スペースＳ’に設置されたアーム部３３及び滑車部３５に第２開口２９を介してワイヤ３２を引き込み、ワイヤ３２の端部を所定位置に固定する。
以上のようにして組み立てられた仮設昇降装置３０（図１参照）を用いて、部品昇降ステップＳ３において、風力発電装置１の部品を昇降させることができる。

なお、昇降装置７３は、使用時にのみ、あるいは、可動カバー２６が固定カバー２４よりも上昇したときにのみ、可動カバー２６に一時的に取付けられる仮設の昇降装置であってもよい。

また、設置ステップＳ２では、仮設昇降装置３０の部品のタワー内部空間１９からナセル内空間Ｓ及び／又は拡張スペースＳ’への搬入又は拡張スペースＳ’を利用した仮設昇降装置３０の組立てにおいて、可動カバー２６に取付けられた昇降装置７３ではない手段を用いてもよい。例えば、幾つかの実施形態では、設置ステップＳ２では、ナセル内空間Ｓに設置された昇降装置（不図示）を用いて、仮設昇降装置３０の部品のタワー内部空間１９からナセル内空間Ｓ及び／又は拡張スペースＳ’へ搬入し、又は、拡張スペースＳ’を利用した仮設昇降装置３０を組み立ててもよい。ナセル内空間Ｓに設置された前述の昇降装置は、例えば、ナセル台板２１又はナセルフレーム等に取り付けられたクレーン又はウィンチであってもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、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。

本明細書において、「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。
また、本明細書において、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。
また、本明細書において、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。

１ 風力発電装置
２ ブレード
３ 風車ロータ
４ ハブ
６ メインシャフト
７ 前方軸受
８ 後方軸受
９ ハウジング
１０ ハウジング
１１ ドライブトレイン
１２ 油圧ポンプ
１３ 高圧油ライン
１４ 油圧モータ
１５ 低圧油ライン
１６ 発電機
１７ ヨー旋回輪軸受
１８ タワー
１９ タワー内部空間
２０ ナセル
２１ ナセル台板
２２ ナセルフレーム
２３ ナセルカバー
２３Ａ〜２３Ｃ カバーセクション
２３ａ 蓋
２４ 固定カバー
２４ａ 固定部
２５ 第１開口
２６ 可動カバー
２６ａ 可動部
２８ 支持台
２９ 第２開口
３０ 仮設昇降装置
３１ 巻取り機
３２ ワイヤ
３３ アーム部
３４ ブラケット部
３５ 滑車部
３６ アクチュエータ
３８ シリンダ
３９ ピストン
４０ ボルト穴
４２ ボルト
４４ ボールスプライン
４５ スプライン軸
４６ スリーブ
４７ ベローズ部
４８ トラス構造
４９ａ，４９ｂ 支持棒
５０ 支柱
５１，５３，５６ フランジ
５２，５４ フランジ部
５７，５８ ボルト
６０ 固定治具
６１ 取付け板
６２ 固定板
６３ 接続コラム
６４ ボルト
６６ 揺動部
６７ 第１部分
６８ 第２部分
６９ ピン
７０ 揺動部
７１ ピン
７２ ボルト
７３ 昇降装置
７４ 幅方向レール
７５ ブラケット
７６ 方向レール
７８ チェーンブロック
Ｓ ナセル内空間
Ｓ’ 拡張スペース

Claims (15)

1. ナセル内空間を形成するナセルカバーを備える風車用ナセルであって、
   前記ナセルカバーは、
   前記ナセルカバーの側壁部分を含む固定カバーと、
   前記ナセルカバーの天井部分の少なくとも一部を含み、前記固定カバーに対して相対的に上下方向に移動自在に前記固定カバーに取り付けられる可動カバーと、
   を備えることを特徴とする風車用ナセル。
2. 前記可動カバーを前記固定カバーに対して昇降させるための少なくとも一つのアクチュエータをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の風車用ナセル。
3. 各々の前記アクチュエータは、
   前記固定カバー又は前記可動カバーの一方に固定されるシリンダと、
   前記固定カバー又は前記可動カバーの他方に固定され、前記シリンダによって案内されて往復動するように構成されたピストンと、
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の風車用ナセル。
4. 前記少なくとも一つのアクチュエータは、前記可動カバーの荷重を均等に支えるように配置された複数のアクチュエータを含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の風車用ナセル。
5. 各々の前記アクチュエータは、前記可動カバーに対して動き代を有して取り付けられることを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の風車用ナセル。
6. 前記可動カバーが前記固定カバーに対して前記上下方向に移動するように前記可動カバーを案内するための直動ガイドをさらに備える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用ナセル。
7. 前記可動カバーの上昇時において、前記可動カバーと前記固定カバーとの間の隙間を塞ぐための壁部材をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の風車用ナセル。
8. 前記壁部材は、前記上下方向に伸縮自在であるベローズ部を含むことを特徴とする請求項７に記載の風車用ナセル。
9. 前記可動カバーに固定される上端部と、前記固定カバーに固定される下端部と、を含むとともに、前記可動カバーの上昇時において前記可動カバーの荷重を支えるように構成された支持部材をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の風車用ナセル。
10. 前記ナセルカバーは、前記風車用ナセルの前後方向に配列され、互いに連結される複数のカバーセクションを含み、
    前記複数のカバーセクションのうち少なくとも一つのカバーセクションは、
    前記固定カバーを少なくとも部分的に形成する固定部と、
    前記可動カバーを少なくとも部分的に構成するとともに、前記固定部の上方に位置して前記固定部に対して相対的に前記上下方向に移動自在に構成される可動部と、
    を含むことを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の風車用ナセル。
11. 前記可動カバーは、前記ナセルカバーの前記天井部分のうち、少なくとも、仮設昇降装置が設置される領域を含むことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の風車用ナセル。
12. 請求項１乃至１１の何れか一項に記載のナセルと、
    前記ナセルによって回転自在に支持される風車ロータと、
    前記風車ロータの回転エネルギーによって駆動されるように構成された発電機と、
    を備えることを特徴とする風力発電装置。
13. 前記ナセルは、前記可動カバーを前記固定カバーに対して昇降させるための少なくとも一つのアクチュエータをさらに含み、
    前記アクチュエータは、前記風力発電装置のドライブトレイン又は補機で利用される油圧又は空圧により、前記可動カバーを移動させるように構成されたことを特徴とする請求項１２に記載の風力発電装置。
14. ナセル内空間を形成するナセルカバーを備える風力発電装置の部品昇降方法であって、
    前記ナセルカバーは、
    前記ナセルカバーの側壁部分を含む固定カバーと、
    前記ナセルカバーの天井部分の少なくとも一部を含み、前記固定カバーに対して相対的に上下方向に移動自在に前記固定カバーに取り付けられる可動カバーと、
    を含み、
    前記可動カバーを上昇させるステップと、
    前記可動カバーの上昇によって拡張された前記ナセル内空間の領域を利用して設置された仮設昇降装置を用いることにより前記風力発電装置の部品を昇降させるステップと、
    を備えることを特徴とする風力発電装置の部品昇降方法。
15. 前記可動カバーを上昇させるステップでは、前記可動カバーが前記固定カバーに対して前記上下方向に移動するように前記可動カバーを直動ガイドにより案内することを特徴とする請求項１４に記載の風力発電装置の部品昇降方法。

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