JP6154070B2 - 風力発電装置ロータブレードの取付方法及び風力発電装置ロータブレード - Google Patents

Description

本発明は、風力発電装置ロータブレードの取付方法に関し、風力発電装置ロータブレードに関する。

現代の風力発電装置は、風によって回転運動するように設定された、典型的には３つのロータブレードを有するロータを有する。ロータの回転運動は、電気エネルギーを生成する発電機に直接又は間接的に伝達される。

ＤＥ １０２ ２５ ０２５ Ａ１は、ロータブレードが装着されているときのロータブレードを取り扱うための装置を開示している。装置は、搬送要素によってロータブレードを取り付けることができるように、ロータブレードを横にすることが可能な搬送要素の形態をとる。また、風力発電装置のロータブレードを取り付けるときに、補助ロープは、取り付けの際に必要なときにロータブレードを安定化させる、又は、位置決めするために、典型的には、搬送要素又は風力発電装置に配置される必要がある。

優先権が確定したドイツ出願では、ドイツ特許商標庁によって行われた調査は、以下の文献：ＤＥ ２０ ２０１０ ００３ ０３３ Ｕ１及びＤＥ １０ ２０１１ ０８４ １４０ Ａ１を見つけた。

ＤＥ １０２ ２５ ０２５ Ａ１ ＤＥ ２０ ２０１０ ００３ ０３３ Ｕ１ ＤＥ １０ ２０１１ ０８４ １４０ Ａ１

本発明の目的は、風力発電装置ロータブレードを取り付けるための改良された方法、及び、対応する風力発電装置ロータブレードを提供することである。

この目的は、第１の視点に係る風力発電装置ロータブレードの取付方法、及び、第２の視点に係る風力発電装置ロータブレードによって達成される。
第１の視点に係る風力発電装置ロータブレードの取付方法は、
少なくとも１つのレリーズユニットを有する風力発電装置ロータブレードの取付方法であって、
ロータブレード上又は内に、当該ロータブレードを持ち上げるための巻上げロープを固定する工程と、
前記ロータブレード内のレリーズユニット内又は上に少なくとも１つの補助ロープ又は保持ロープの第１端を固定する工程と、
但し、前記補助ロープ又は保持ロープは、取り付けの際に前記ロータブレードを取り扱う及び／又は確保するためのものであり、
前記巻上げロープによって前記ロータブレードを持ち上げる工程と、
風力発電装置のロータに前記ロータブレードを取り付ける工程と、
前記補助ロープ又は保持ロープの前記第１端が解放されるように、前記レリーズユニットを作動させる工程と、
前記補助ロープ又は保持ロープを取り外す工程と、
を含むことを特徴とする。
第２の視点に係る風力発電装置ロータブレードは、
ロータブレード先端部と、
ロータブレード付根部と、
補助ロープ又は保持ロープ用の少なくとも１つの開口と、
但し、前記補助ロープ又は保持ロープは、取り付けの際にロータブレードを取り扱う及び／又は確保するためのものであり、
前記補助ロープ又は保持ロープの第１端を受けるための前記ロータブレード内の少なくとも１つのレリーズユニットと、
を有し、
前記レリーズユニットは、ロック位置で前記補助ロープ又は保持ロープの前記第１端を保持し、かつ、解放位置で前記補助ロープ又は保持ロープの前記第１端を解放するように、構成されている、ことを特徴とする。

本発明において、以下の形態が可能である。
（形態１）ロータブレード上又は内に巻上げロープを固定する工程と、前記ロータブレードにおけるレリーズユニット内又は上に少なくとも１つの補助ロープ又は保持ロープの第１端を固定する工程と、前記巻上げロープによってロータブレードを持ち上げる工程と、風力発電装置のロータにロータブレードを取り付ける工程と、前記補助ロープ又は保持ロープの第１端が解放されるように、レリーズユニットを作動させる工程と、前記補助ロープ又は保持ロープを取り外す工程と、を含むことを特徴とする、少なくとも１つのレリーズユニットを有する風力発電装置ロータブレードの取付方法。
（形態２）前記取付方法において、前記レリーズユニットは、前記補助ロープ又は保持ロープの前記第１端が解放されるように、ロータブレード根元領域からレリーズロープによって作動させることが好ましい。
（形態３）前記取付方法において、少なくとも１つの確保ロープが、前記補助ロープ又は保持ロープが制御不能な仕方で落下することができないように、前記巻上げロープと前記少なくとも１つの補助ロープ又は保持ロープとの間に設けられていることが好ましい。
（形態４）ロータブレード先端部と、ロータブレード付根部と、補助ロープ又は保持ロープ用の少なくとも１つの開口と、前記ロータブレードにおいて前記補助ロープ又は保持ロープの第１端を受けるための少なくとも１つのレリーズユニットと、を有し、前記レリーズユニットは、ロック位置で前記補助ロープ又は保持ロープの前記第１端を保持し、かつ、解放位置で前記補助ロープ又は保持ロープの前記第１端を解放するように、構成されている、風力発電装置ロータブレード。
（形態５）前記風力発電ロータブレードにおいて、前記レリーズユニットから前記ロータブレード付根部に延在するとともに、前記補助ロープ又は保持ロープの前記第１端を解放するように構成されているレリーズロープをさらに有することが好ましい。
（形態６）前記風力発電ロータブレードにおいて、前記レリーズユニットの１つは、前記ロータブレード先端部から前記ロータブレードのブレード長さの２０−３０％離れて、前記ロータブレードの内側に配置されていることが好ましい。
（形態７）少なくとも１つの前記風力発電装置ロータブレードを有する風力発電装置。
（形態８）風力発電装置ロータブレードの前記取付方法により、前記風力発電装置上に実装された少なくとも１つの風力発電装置ロータブレードを有する風力発電装置。

少なくとも１つのレリーズユニットを有する風力発電装置ロータブレードの取付方法が提供される。巻上げロープ（ザイル、ケーブルないしワイヤ、以下「ロープ」で代表する）は、前記ロータブレード上又は内に固定される。少なくとも１つの補助ロープ（補助ロープ又は保持ロープ、以下「補助ロープ」で代表することもある）の第１端は、前記ロータブレードにおいて前記レリーズユニット上又は内に固定される。前記ロータブレードは、前記巻上げロープによって持ち上げられる。前記ロータブレードは、前記風力発電装置のロータに取り付けられる。前記レリーズユニットは、前記補助ロープ（少なくとも１つ）の前記第１端が解放されるように、作動させる。補助ロープは、取り外すことができる。

本発明の一態様によれば、前記レリーズユニットは、補助ロープの前記第１端が解放できるように、ロータブレード根元領域からレリーズロープによって作動させることができる。

本発明のさらなる態様によれば、少なくとも１つの確保ロープ（Sicherungsseile）は、前記補助ロープが制御不能な仕方で落下することができないように、前記巻上げロープと前記少なくとも１つの補助ロープとの間に設けられている。

また、本発明は、ロータブレード先端部と、ロータブレード根元と、補助ロープ用の少なくとも１つの開口と、前記ロータブレードにおいて前記補助ロープの第１端を受けるための少なくとも１つのレリーズユニットと、を有する風力発電装置ロータブレードに関する。前記レリーズユニットは、ロック位置で前記補助ロープの前記第１端を保持し、かつ、解放位置で前記補助ロープの前記第１端を解放するように、構成されている。

本発明の一態様によれば、レリーズロープは、前記レリーズユニットから前記ロータブレードの前記ロータブレード根元に延びるように設けられるとともに、前記補助ロープの前記第１端を解放するように、構成されている。

本発明の一態様によれば、前記レリーズユニットの１つは、前記ロータブレード先端から前記ロータブレードのブレード長さの２０−３０％離れて、前記ロータブレードの内側に配置されている。

本発明は、レリーズユニット上のロータブレードの内側の補助ロープを固定するというコンセプトに関し、補助ロープがもはやロータブレードの外側に固定される必要がないように、例えば、レリーズロープにより、ロータブレードの内側のレリーズユニットを作動させることができる。これは、このように、外部に取り付けられた補助ロープを外すために、例えば、クレーンバスケットによって、取り付けられたロータブレードまで、組立作業員を、持ち上げる必要がないので、有利である。

また、本発明は、ロータブレード先端部及びロータブレード根元を有する風力発電装置ロータブレードに関する。各場合において、１つの補助ロープ用の２つの開口は、ロータブレードの内側に設けられている。また、ロータブレードは、少なくとも２つのレリーズユニットを有する。補助ロープの一端は、レリーズユニットに固定されている。ロータブレードがロータにしっかりと取り付けられた後、レリーズユニットを作動させ、補助ロープの第１端を解放させ、その後、下降させることができる。

本発明の一態様によれば、確保ロープは、それぞれの場合に、補助ロープ（複数）のそれぞれの第１端がレリーズユニットから解放されたときに、補助ロープが制御不能な仕方で落下することができないように、補助ロープの第１端の領域に設けられる。

本発明のさらなる態様によれば、レリーズユニットは、取付作業員が補助ロープを解放するためにロータブレードの内部にアクセスする必要がないように、ロータブレードのロータブレード付根部に至るレリーズロープを有する。

本発明のさらなる実施形態は、従属請求項の内容である。

本発明の利点及び実施形態について、図面を参照して以下に詳細に説明する。
図１は、本発明に係る風力発電装置の概略図を示す。 図２は、実施形態１に係るロータブレードの取り付けの際の風力発電装置の概略図を示す。 図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ、本発明の実施形態２に係るレリーズユニットの概略図を示す。

図１は、本発明に係る風力発電装置の概略図を示す。風力発電装置１００は、タワー１０２と、タワー１０２上のナセル１０４と、を有する。３つのロータブレード１０８及びスピナー１１０を有する空力ロータ１０６は、ナセル１０４に設けられている。空力ロータ１０６は、風力発電装置が動作しているときに風によって回転運動するように設定され、こうして、空力ロータ１０６に直接又は間接的に連結された発電機のロータも回転する。発電機は、ナセル１０４内に配置され、電気エネルギーを発電する。ロータブレード１０８のピッチ角は、それぞれのロータブレード１０８のロータブレード付根部１０８ｂ上のピッチモータによって変更することができる。

図２は、ロータブレード１０８の取り付けの際の風力発電装置の概略図を示す。ロータブレード１０８が取り付けられる３つのブレードアダプタ１０６ａは、ロータ１０６に設けることができる。また、ロータブレード１０８は、しかしながら、ロータ１０６のハブに直接取り付けることもできる。

ロータブレード１０８は、クレーン（図示せず）による巻上げロープ（Hebeseile）３００によって持ち上げることができる。巻上げロープ３００は、必要に応じて、ロータブレードにおける開口１０８ｃに通すことができ、ロータブレードの内側に固定される。ロータブレード１０８は、ロータブレード先端部１０８ａと、ロータブレード付根部１０８ｂと、ロータブレード長さを有する。例えば、２つの補助ロープ又は保持ロープ４００は、取り付けの際のロータブレード１０８を安定化することができるようにするために設けられている。ロータブレードは、補助ロープ又は保持ロープ４００の第１端４１０を通ることができる２つの開口１０８ｄを有する。補助ロープ又は保持ロープ４００の第１端４１０は、その結果、ロータブレードの内側のレリーズユニット２００内又は上に固定することができる。レリーズロープ２１０、２２０は、レリーズユニット２００からロータブレード付根部１０８ｂの領域に導くことができる。

確保ロープ３１０は、必要に応じて、巻上げロープ３００と補助ロープ又は保持ロープ４００の第１端４１０との間で締結することができる。これは、補助ロープ又は保持ロープ４００が、無保護で落下又はドロップダウンができないので、有利である。

補助ロープ又は保持ロープ４００は、取り付けの際にロータブレードを取り扱う及び／又は確保（Sicherung）する役割を有する。

ロータブレード１０８は、ロータブレードアダプタ１０６ａ、又は、ロータ１０６のハブに取り付けられたときに、レリーズユニット２００は、その後、補助ロープ又は保持ロープ４００の第１端４１０が解放されるように、例えば、レリーズロープ２１０、２２０を作動することによって、作動させることができる。補助ロープ又は保持ロープ４００の第１端４１０は、その後、ロータブレードにおける開口１０８ｄを通って下方に通過することができる。確保ロープ３１０は、補助ロープ又は保持ロープ４００が無保護でドロップダウンしないようにすることができる。

図３Ａ及び３Ｂは、それぞれ、実施形態２に係るレリーズユニットの概略図を示す。実施形態２に係るレリーズユニット２００は、実施形態１に係るレリーズユニット２００として用いることができる。レリーズユニット２００は、中心部材２０１（例えばＬ字型構造を有するもの）と、ガイドバー２０２と、例えば、レリーズロープ２１０、２２０の１つに固定することができる確保バー２０４を有するレリーズ端部２０３と、を有する。レリーズユニット２００は、さらに、穴２０７を有するレリーズ要素２０５を有する。穴２０７は、補助ロープ又は保持ロープ４００の第１端４１０を受ける役割を有する。ロック位置で、レリーズ要素２０５は、確保バー２０４によって中心部材２０１に保持される。レリーズロープ２１０、２２０が作動されると、確保バー２０４は、端部２０３から引き出され、ガイドバー２０２及びレリーズ要素２０５は、レリーズ要素２０５が解放されるようにロックされない。レリーズ要素２０５は、穴２０８を有する第１端部２０６を有する。ロック状態で、確保バー２０４は、穴２０８に固定され、このようにしてレリーズ要素２０５を保持する。確保バー２０４が、レリーズロープ２１０、２２０を作動させることによって穴２０８から引き出されると、補助ロープ又は保持ロープ４００の第１端４１０とともにレリーズ要素２０５が解放され、補助ロープ又は保持ロープ４００が下方に通過ないし落下することができる。

本発明に係るレリーズユニットは、レリーズユニットが作動されるまで、補助ロープの一端を受けて保持する役割を有する。レリーズユニットが作動されて補助ロープ又は保持ロープの第１端が解放される。レリーズユニットは、電気的に、手動で（手で）、及び／又は、液圧的にレリーズロープ２１０、２２０によって作動させることができる。

なお、本出願において図面参照符号を付している場合（特に特許請求の範囲において）は、それらは、専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。

なお、本発明の全開示（特許請求の範囲及び図面を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲及び図面を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。また、本願に記載の数値及び数値範囲については、明記がなくともその任意の中間値、下位数値、及び、小範囲が記載されているものとみなされる。

１００ 風力発電装置
１０２ タワー
１０４ ナセル
１０６ 空力ロータ
１０６ａ ブレードアダプタ
１０８ ロータブレード
１０８ａ ロータブレード先端部
１０８ｂ ロータブレード付根部
１０８ｃ 開口
１０８ｄ 開口
１１０ スピナー
２００ レリーズユニット（Ausklinkeinheit）
２０１ 中心部材
２０２ ガイドバー
２０３ レリーズ端部
２０４ 確保バー（Sicherungsstab）
２０５ レリーズ要素
２０６ 第１端部
２０７、２０８ 穴
２１０、２２０ レリーズロープ
３００ 巻上げロープ
３１０ 確保ロープ（Sicherungsseile）
４００ 保持ロープ又は補助ロープ（Hilfsseil oder Halteseil）
４１０ 第１端

Claims (8)

1. ロータブレード（１０８）上又は内に、当該ロータブレード（１０８）を持ち上げるための巻上げロープ（３００）を固定する工程と、
   前記ロータブレード（１０８）内のレリーズユニット（２００）内又は上に少なくとも１つの補助ロープ又は保持ロープ（４００）の第１端（４１０）を固定する工程と、
   但し、前記補助ロープ又は保持ロープ（４００）は、取り付けの際に前記ロータブレード（１０８）を取り扱う及び／又は確保するためのものであり、
   前記巻上げロープ（３００）によって前記ロータブレード（１０８）を持ち上げる工程と、
   風力発電装置のロータ（１０６）に前記ロータブレード（１０８）を取り付ける工程と、
   前記補助ロープ又は保持ロープ（４００）の前記第１端（４１０）が解放されるように、前記レリーズユニット（２００）を作動させる工程と、
   前記補助ロープ又は保持ロープ（４００）を取り外す工程と、
   を含むことを特徴とする、
   少なくとも１つのレリーズユニット（２００）を有する風力発電装置ロータブレードの取付方法。
2. 前記レリーズユニット（２００）は、前記補助ロープ又は保持ロープ（４００）の前記第１端（４１０）が解放されるように、ロータブレード根元領域からレリーズロープ（２１０、２２０）によって作動される、
   請求項１に記載の方法。
3. 少なくとも１つの確保ロープ（３１０）が、前記補助ロープ又は保持ロープ（４００）が制御不能な仕方で落下することができないように、前記巻上げロープ（３００）と少なくとも１つの前記補助ロープ又は保持ロープ（４００）との間に設けられている、
   請求項１又は２記載の方法。
4. ロータブレード先端部（１０８ａ）と、
   ロータブレード付根部（１０８ｂ）と、
   補助ロープ又は保持ロープ（４００）用の少なくとも１つの開口（１０８ｄ）と、
   但し、前記補助ロープ又は保持ロープ（４００）は、取り付けの際にロータブレード（１０８）を取り扱う及び／又は確保するためのものであり、
   前記補助ロープ又は保持ロープ（４００）の第１端（４１０）を受けるための前記ロータブレード内の少なくとも１つのレリーズユニット（２００）と、
   を有し、
   前記レリーズユニット（２００）は、ロック位置で前記補助ロープ又は保持ロープ（４００）の前記第１端（４１０）を保持し、かつ、解放位置で前記補助ロープ又は保持ロープ（４００）の前記第１端（４１０）を解放するように、構成されている、
   風力発電装置ロータブレード。
5. 前記レリーズユニット（２００）から前記ロータブレード付根部（１０８ｂ）に延在するとともに、前記補助ロープ又は保持ロープ（４００）の前記第１端（４１０）を解放するように構成されているレリーズロープ（２１０、２２０）を、
   さらに有する、請求項４記載の風力発電装置ロータブレード。
6. 前記レリーズユニット（２００）の１つは、前記ロータブレード先端部（１０８ａ）から前記ロータブレード（１０８）のブレード長さの２０−３０％離れて、前記ロータブレード（１０８）の内側に配置されている、
   請求項４又は５記載の風力発電装置ロータブレード。
7. 請求項４乃至６のいずれか一項に記載の少なくとも１つの風力発電装置ロータブレードを有する風力発電装置。
8. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の風力発電装置ロータブレードの取付方法により、風力発電装置上に実装された少なくとも１つの風力発電装置ロータブレードを有する風力発電装置。

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