JP6145055B2 - 風力発電装置用タワー及び風力発電装置 - Google Patents
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Description
この開口部は、従来、図5(B)に示すように、タワーの径方向に見たときの形状が直線と半円の円弧とを組み合わせた形状となるように形成されることが一般的であり、特許文献1及び特許文献2にもこのような形状のドア用開口部が記載されている。
前記タワーの径方向から見たときに、
前記開口部の高さ方向及び幅方向における中心位置を通り、前記中心位置を通る鉛直線に対して15度の角度をなす直線と、前記開口部の上縁部との交点を交点Pとし、
前記中心位置を通り、前記中心位置を通る鉛直線に対して60度の角度をなす直線と、前記上縁部との交点を交点Qとし、
前記中心位置を通り、前記中心位置を通る鉛直線に対して−15度の角度をなす直線と、前記上縁部との交点を交点Rとし、
前記中心位置を通り、前記中心位置を通る鉛直線に対して−60度の角度をなす直線と、前記上縁部との交点を交点Sとすると、
前記上縁部は、前記交点Pと前記交点Qの間の第1区間の少なくとも一部及び前記交点Rと前記交点Sの間の第2区間の少なくとも一部において、前記開口部の幅の半分よりも大きい曲率半径を有するよう形成される。
そこで、上記(1)に記載の風力発電装置用タワーのように、上記交点Pと上記交点Qの間の第1区間の少なくとも一部(望ましくは全部)及び上記交点Rと上記交点Sの間の第2区間の少なくとも一部(望ましくは全部)において、開口部の幅の半分よりも大きい曲率半径を有するよう開口部の上縁部を形成することにより、開口部周囲のうち応力が集中しやすい部分の疲労強度を効果的に高めることができる。したがって、コーミング等の補強構成を簡素化してもドア用開口部周囲の優れた疲労強度を実現することができる。これにより、ドア用開口部周囲の疲労強度に優れた簡易な構成の風力発電装置用タワーを提供することができる。
なお、ここでの『開口部の上縁部』とは、ドア用開口部の周縁部のうち、ドア用開口部の高さ方向(タワーの高さ方向)における中心位置よりも上側部分のことを意味する。
前記タワーの径方向から見たときに、
前記第1区間の少なくとも一部における前記上縁部の曲率半径は、前記中心位置を通る鉛直線と前記上縁部との交点Vにおける前記上縁部の曲率半径よりも大きく、
前記第2区間の少なくとも一部における前記上縁部の曲率半径は、前記交点Vにおける前記上縁部の曲率半径よりも大きい。
そこで、上記(2)に記載の風力発電装置用タワーでは、上記第1区間の少なくとも一部(好ましくは全部)における上縁部の曲率半径を、上記交点Vにおける上縁部の曲率半径よりも大きくし、上記第2区間の少なくとも一部(好ましくは全部)における上縁部の曲率半径を、上記交点Vにおける上縁部の曲率半径よりも大きくしている。
すなわち、開口部周囲の応力が集中しやすい部分の疲労強度を効果的に高めつつ、開口部周囲の応力が集中しにくい部分の疲労強度を過度に高めないようドア用開口部が形成されている。したがって、コーミング等の補強構成を簡素化してもドア用開口部周囲の優れた疲労強度を実現することができる。これにより、ドア用開口部周囲の疲労強度に優れた簡易な構成の風力発電装置用タワーを提供することができる。
前記第1区間の少なくとも一部における前記上縁部の厚さは、前記中心位置を通る鉛直線と前記上縁部との交点Vにおける前記上縁部の厚さより大きく、
前記第2区間の少なくとも一部における前記上縁部の厚さは、前記交点Vにおける前記上縁部の厚さより大きい。
そこで、上記(3)に記載の風力発電装置用タワーでは、上記第1区間の少なくとも一部(好ましくは全部)における上縁部の厚さを、上記交点Vにおける上縁部の厚さより大きくし、上記第2区間の少なくとも一部(好ましくは全部)の位置での上縁部の厚さを、上記交点Vにおける上縁部の厚さより大きくしている。すなわち、開口部周囲の応力が集中しやすい部分の疲労強度を効果的に高めつつ、開口部周囲の応力が集中しにくい部分の疲労強度を過度に高めないようドア用開口部が形成されている。したがって、コーミング等の補強構成を簡素化してもドア用開口部周囲の優れた疲労強度を実現することができる。これにより、ドア用開口部周囲の疲労強度に優れた簡易な構成の風力発電装置用タワーを提供することができる。
少なくとも一つのブレードを含むロータと、
ロータの回転エネルギーが伝達されて駆動される発電機と
上記(1)〜(3)の何れか1項に記載の風力発電装置用タワーと、を備える。
図1に示すように、風力発電装置1は、基礎B上に立設されたタワー2(風力発電装置用タワー)と、タワー2の上端に設置されたナセル3と、少なくとも一つのブレード5を含むロータ10とを備えている。
ナセル3は、ロータ10が備えるハブ4を支持するとともに、その内部に増速機7や発電機9を収納している。すなわち、ナセル3の内部には、ハブ4に連結された主軸6と、主軸6に連結された増速機7と、増速機7の出力軸8に連結された発電機9とが設けられている。
増速機7は、主軸6と発電機9との間に配置され、主軸6を介してハブ4側から入力された回転を増速して、発電機9に出力するように構成されている。このように、発電機9は、ロータ10の回転エネルギーが伝達されて駆動される。なお、図1には、主軸6の回転を増速機7を介して発電機9に伝達する構成を示しているが、風力発電装置1の構成はこの構成に限定されるものではなく、例えば、機械式な増速機7の代わりに油圧トランスミッションを備える増速機方式であってもよいし、主軸6と発電機9とを直結して、ブレード5の回転をそのまま発電機9に伝達するダイレクトドライブ方式であってもよい。
なお、図2は、タワー2の径方向外側から見たときのドア用開口部12の形状を示しているが、上述のように、各コーミングの開口側端部14a,16aの位置とタワー本体の開口側端部20aの位置とが一致しており、タワー2の径方向内側から見た時のドア用開口部12の形状も図2に示す形状と同様である。
そこで、上述のように、上記交点Pと上記交点Qの間の第1区間12U1の少なくとも一部(望ましくは全部)及び上記交点Rと上記交点Sの間の第2区間12U2の少なくとも一部(望ましくは全部)において、ドア用開口部12の幅の半分よりも大きい曲率半径を有するようドア用開口部12の上縁部12Uを形成することにより、図5に示した従来のドア用開口部を有する構成と比較して、ドア用開口部12周囲のうち応力が集中しやすい部分の疲労強度を効果的に高めることができる。したがって、コーミング等の補強構成を簡素化してもドア用開口部12周囲の優れた疲労強度を実現することができる。これにより、ドア用開口部12周囲の疲労強度に優れた簡易な構成の風力発電装置用タワー2を提供することができる。
そこで、上述のように上記第1区間12U1の少なくとも一部における上縁部12Uの曲率半径を、上記交点Vにおける上縁部12Uの曲率半径よりも大きく設定し、上記第2区間12U2の少なくとも一部(好ましくは全部)における上縁部12Uの曲率半径を、上記交点Vにおける上縁部12Uの曲率半径よりも大きく設定している。
2 風力発電装置用タワー
3 ナセル
4 ハブ
4a ハブカバー
5 ブレード
6 主軸
7 増速機
8 出力軸
9 発電機
10 ロータ
12 ドア用開口部
12E 周縁部
12U 上縁部
12U1 第1区間
12U2 第2区間
14 外周側コーミング
14a 外周側コーミングの開口側端部
16 内周側コーミング
16a 内周側コーミングの開口側端部
20 タワー本体
20a タワー本体の開口側端部
Claims (5)
- ドア用の開口部が設けられた風力発電装置用のタワーであって、
前記タワーの径方向から見たときに、
前記開口部の高さ方向及び幅方向における中心位置を通り、前記中心位置を通る鉛直線に対して15度の角度をなす直線と、前記開口部の周縁部のうち前記タワーの高さ方向における前記開口部の中心位置よりも上側部分である前記開口部の上縁部との交点を交点Pとし、
前記中心位置を通り、前記中心位置を通る鉛直線に対して60度の角度をなす直線と、前記上縁部との交点を交点Qとし、
前記中心位置を通り、前記中心位置を通る鉛直線に対して−15度の角度をなす直線と、前記上縁部との交点を交点Rとし、
前記中心位置を通り、前記中心位置を通る鉛直線に対して−60度の角度をなす直線と、前記上縁部との交点を交点Sとすると、
前記上縁部は、前記交点Pと前記交点Qの間の第1区間の少なくとも一部及び前記交点Rと前記交点Sの間の第2区間の少なくとも一部において、前記開口部の幅の半分よりも大きい曲率半径を有する曲線を含むよう形成され、
前記第1区間の少なくとも一部における前記上縁部の厚さは、前記中心位置を通る鉛直線と前記上縁部との交点Vにおける前記上縁部の厚さより大きく、
前記第2区間の少なくとも一部における前記上縁部の厚さは、前記交点Vにおける前記上縁部の厚さより大きい風力発電装置用タワー。 - 前記第1区間の少なくとも一部における前記上縁部の曲率半径は、前記中心位置を通る鉛直線と前記上縁部との交点Vにおける前記上縁部の曲率半径よりも大きく、
前記第2区間の少なくとも一部における前記上縁部の曲率半径は、前記交点Vにおける前記上縁部の曲率半径よりも大きい請求項1に記載の風力発電装置用タワー。 - 前記上縁部は、前記第1区間の全部及び前記第2区間の全部において、前記開口部の幅の半分よりも大きい曲率半径を有するよう形成された請求項1又は2に記載の風力発電装置用タワー。
- 前記第1区間の全部における前記上縁部の曲率半径は、前記中心位置を通る鉛直線と前記上縁部との交点Vにおける前記上縁部の曲率半径よりも大きく、
前記第2区間の全部における前記上縁部の曲率半径は、前記交点Vにおける前記上縁部の曲率半径よりも大きい請求項1乃至3の何れか1項に記載の風力発電装置用タワー。 - 少なくとも一つのブレードを含むロータと、
ロータの回転エネルギーが伝達されて駆動される発電機と
請求項1〜4の何れか1項に記載の風力発電装置用タワーと、を備える風力発電装置。
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