JP6309565B2 - 風力発電装置用の吊り荷昇降装置及び吊り荷昇降方法 - Google Patents
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Description
このような吊り荷の昇降の際に、より簡素な構成で吊り荷の揺動を抑制することが望まれる。
吊り荷を昇降させるための昇降機構と、
前記昇降機構に吊り下げられた前記吊り荷が固定され、前記風力発電装置のタワーに沿って移動可能に構成された吊り荷台車と、
前記タワーに取り付けられ、前記吊り荷台車が前記タワーに沿って上下動するように前記吊り荷台車を案内するガイドレールと、を備え、
前記吊り荷台車は、前記吊り荷とともに前記昇降機構によって昇降されるように構成さる。
前記タワーは、互いに連結される複数のタワーセクションを含み、
前記ガイドレールは、前記タワーセクションの連結部であるフランジ部をよけて前記タワーの外周面から離れて設置される。
前記昇降機構は、
前記吊り荷に接続されるワイヤと、
前記ワイヤを巻き上げるウィンチと、
を含む。
前記吊り荷及び前記吊り荷台車の昇降時、前記ワイヤは、少なくとも前記吊り荷との接続端側において、下方に向かうにつれて前記タワーの中心から離れるように鉛直方向に対して斜めになっている。
前記ワイヤの前記吊り荷との接続端側の部位が鉛直方向に対してなすワイヤ角度を変化させるためのワイヤ角調節部をさらに備える。
前記吊り荷台車は、
前記ガイドレールによって案内される台車本体と、
水平方向に移動可能に前記台車本体に設けられ、前記吊り荷が載置される荷台部と、
を含み、
前記ワイヤ角調節部は、前記荷台部を前記水平方向に移動させるように構成される。
前記ワイヤ角調節部は、前記ワイヤの前記接続端よりも上方の部位を前記タワー側に動かすように構成される。
前記ワイヤ角調節部は、前記吊り荷台車から前記タワーに向かう方向に前記ウィンチを動かすように構成される。
前記ウィンチは、前記風力発電装置のナセル内又は前記タワーの下部に設置される。
前記吊り荷台車に対して上方に位置し、前記吊り荷台車と連結可能に構成された駆動台車と、
前記駆動台車に搭載され、前記駆動台車を上下に駆動するための駆動源と、
をさらに備える。
また、上記(10)の構成によれば、吊り荷台車は、吊り荷台車に対して上方に位置する駆動台車に連結される。このため、駆動台車と吊り荷台車との連結を切り離した時に、吊り荷台車が意図せず落下してしまった場合であっても、吊り荷台車が駆動台車にぶつかることを防止することができる。
風力発電装置用の吊り荷昇降方法であって、
吊り荷を昇降機構に吊り下げる吊下げステップと、
前記昇降機構に吊り下げられた前記吊り荷を吊り荷台車に固定する吊り荷固定ステップと、
前記風力発電装置のタワーに取り付けられたガイドレールによって、前記吊り荷が固定された前記吊り荷台車が前記タワーに沿って上下動するように案内しながら、前記昇降機構によって前記吊り荷とともに前記吊り荷台車を昇降させる吊り荷昇降ステップと、
を備える。
前記吊り荷固定ステップの前において、駆動源を有する駆動台車を前記吊り荷台車に連結した状態で、前記駆動源によって前記駆動台車および前記吊り荷台車を前記タワーに沿って前記タワーの上部まで上昇させる台車上昇ステップと、
前記駆動台車から前記吊り荷台車を切り離す台車切離しステップと、をさらに備える。
前記吊り荷固定ステップでは、前記タワーの上部まで前記吊り荷台車が上昇した状態で、前記風力発電装置のナセル内の前記吊り荷を前記吊り荷台車に載置して前記吊り荷を前記吊り荷台車に固定し、
前記吊り荷昇降ステップでは、前記台車切離しステップの後に、前記昇降機構によって、前記タワーの上部から前記タワーの下部に向かって前記吊り荷とともに前記吊り荷台車を降下させる。
前記昇降機構のウィンチのワイヤを前記吊り荷台車に固定するワイヤ固定ステップと、
前記ワイヤ固定ステップ及び前記台車切離しステップの後、前記ガイドレールによって前記吊り荷台車が前記タワーに沿って移動するように案内しながら、前記ウィンチから前記ワイヤを繰り出して、前記ワイヤとともに前記吊り荷台車を前記タワーの下部まで降下させるワイヤ降下ステップと、
前記ワイヤ降下ステップの後、前記ワイヤを前記吊り荷台車から取り外し、該ワイヤを前記タワーの下部にある前記吊り荷に取り付けるワイヤ取付けステップと、をさらに備え、
前記吊り荷固定ステップでは、前記タワーの下部にある前記吊り荷を前記吊り荷台車に載置して前記吊り荷を前記吊り荷台車に固定し、
前記吊り荷昇降ステップでは、前記ワイヤ取付けステップ及び前記吊り荷固定ステップの後、前記昇降機構によって、前記タワーの下部から前記タワーの上部に向かって前記吊り荷とともに前記吊り荷台車を上昇させる。
前記昇降機構は、
前記吊り荷に接続されるワイヤと、
前記ワイヤを巻き上げるウィンチと、
を含み、
前記ワイヤの前記吊り荷との接続端側の部位が鉛直方向に対してなすワイヤ角度を変化させるワイヤ角調節ステップをさらに備える。
図1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10と、ブレード10が放射状に取付けられるハブ8とを含むロータ7と、ロータ7を回転可能に支持するナセル6と、ナセル6を支持するためのタワー4と、を有している。タワー4は、陸上又は水上に立設され、該タワー4の上部にナセル6が支持されている。
ブレード10が風を受けると、ブレード10及びハブ8を含むロータ7とともに、回転シャフト11が回転する。そして、回転シャフト11の回転エネルギーがドライブトレイン13によって発電機12に伝えられ、発電機12によって発電が行われる。
ドライブトレイン13は、回転シャフト11に取り付けられた油圧ポンプ14と、高圧油ライン16及び低圧油ライン17を介して油圧ポンプ14に接続される油圧モータ15とを含んで構成される。油圧ポンプ14は、回転シャフト11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14で生成された圧油は高圧油ライン16を介して油圧モータ15に供給され、この圧油によって油圧モータ15が駆動される。油圧モータ15で仕事をした後の低圧の作動油は、低圧油ライン17を経由して油圧ポンプ14に再び戻される。また、油圧モータ15の出力軸は発電機12の入力軸に接続されており、油圧モータ15の回転が発電機12に入力されるようになっている。
昇降機構20は、吊り荷2に接続されるワイヤ22と、ワイヤ22を巻き上げるウィンチ24と、を含む。この昇降機構20では、ウィンチ24によるワイヤ22の巻取り量を調節することによって、ワイヤ22に接続された吊り荷2を昇降させることができる。
また、ガイドレール40は、取付け治具43及びレール架設板46を介して、タワー4に取付けられていてもよい。
また、上述のように、吊り荷台車30が、吊り荷台車30に対して上方に位置する駆動台車50に連結されているので、駆動台車50と吊り荷台車30との連結を切り離した時に、吊り荷台車30が意図せず落下してしまった場合であっても、吊り荷台車30が駆動台車50にぶつかることを防止することができる。
例えば、駆動台車50を用いて、ガイドレール40の組立作業を行うことができる。この場合、例えば、ガイドレール40が上下方向に複数に分割されたレール部のうち、最下部のレール部をタワー4の最下部にて取り付けたあと、該最下部のレール部に駆動台車50を取り付ける。そして、駆動台車50に乗車した作業者3が、既にタワー4に取付けられたレール部に沿って駆動台車50で上昇しながら、該レール部の上方に接続されるレール部を順次取り付けていく。このようにして、駆動台車50を用いてガイドレール40の組立作業を行うことができる。
図2及び図3に示す例では、取付け治具43は、磁力によりタワー4の外周面に接着されるマグネット42と、マグネット42に固定され、マグネット42にレール架設板46を取り付けるためのブラケット44と、を含む。
複数のレール架設板46が、上下方向に間隔をあけて、それぞれ取付け治具43を介してタワー4の外周面に取り付けられており、ガイドレール40は、ブラケット48を介して複数のレール架設板46に取付けられる。このようにして、ガイドレール40がタワー4に取付けられる。
図4に示すガイドレール40’は、レール架設板46を介してタワーに取付けられたラックギアレールである。この場合、駆動台車50の荷台52及び吊り荷台車30の台車本体32には、ガイドレール40’(ラックギアレール)に噛合するようにピニオンギア54及びピニオンギア38がそれぞれ取り付けられている。これにより、駆動台車50及び吊り荷台車30が、タワー4に沿って上下方向に移動するようにガイドレール40’に案内される。
なお、図4に示す例において、レール架設板46は、図2及び図3に示したような取付け治具43を介してタワー4の外周面に取付けられていてもよい。
幾つかの実施形態では、吊り荷2及び吊り荷台車30の昇降時、昇降機構20のワイヤ22は、少なくとも吊り荷2との接続端22a側において、下方に向かうにつれてタワー4の中心から離れるように鉛直方向に対して斜めになっている。
例えば、一例では、図5に示すように、タワー4の最上部付近に吊り荷台車30’が位置するときには、ウィンチ24から吊り荷2を吊り下ろすワイヤ22はほぼ鉛直方向に沿って延在する。図5に示すようにタワー4が下方に近づくにしたがい大径となる形状を有する場合、吊り荷2及び吊り荷台車30の昇降時には(すなわち、吊り荷台車がタワー4の比較的下方に位置する場合)、ワイヤ22は、下方に向かうにつれてタワー4の中心から離れるように鉛直方向(直線Lvの方向)に対して斜めになる(すなわち、鉛直方向(直線Lv)に対してワイヤ22のなす角度(ワイヤ角度)αがα>0となる)。
ワイヤ角調節部70により、ワイヤ22の吊り荷2との接続端22a側の部位が鉛直方向(直線Lvの方向)に対してなす角度(ワイヤ角度)αを適切に変化させることで、ワイヤ22が吊り荷2を引っ張る張力Tの水平方向成分Thを適切な大きさにして、適切な押付け力を吊り荷2に対して作用させることができる。これにより、吊り荷2の揺動を効果的に抑制することができる。
ここで、図6の(B)に示すように、ワイヤ角調節部70Aに油圧シリンダ74を作動させて、水平方向にタワー4の中心から離れる方向に荷台部72を移動させると、ワイヤ22の吊り荷2との接続端22a側の部位が鉛直方向(直線Lvの方向)に対してなす角度(ワイヤ角度)αを増加させることができる。これにより、ワイヤ22の張力Tの水平方向成分Thを適切な大きさにして、水平方向にタワー4に向かう方向の適切な押付け力を吊り荷2に対して作用させることができ、吊り荷2の揺動を効果的に抑制することができる。
図9に示す方法では、まず、駆動源を有する駆動台車50を、例えば連結部56によって吊り荷台車30に連結した状態で、駆動源によって駆動台車50および吊り荷台車30をタワー4に沿ってタワー4上部まで上昇させる(台車上昇ステップ)とともに、ナセル6内の吊り荷2を昇降機構20に吊り下げる(吊下げステップ)(図9の(A))。台車上昇ステップでは、ガイドレール40によって、吊り荷台車30の上方向への移動が案内されるようになっていてもよい。また、吊り下げステップでは、ナセル6に設けられた開口部6aを介して、吊り荷2を昇降機構20に吊り下げてもよい。
図10に示す方法では、まず、例えば連結部56によって、駆動源を有する駆動台車50を吊り荷台車30に連結した状態で、駆動源によって駆動台車50および吊り荷台車30をタワー4に沿ってタワー4の上部まで上昇させる(台車上昇ステップ;図10の(A))。
そして、ガイドレール40によって吊り荷台車30がタワー4に沿って移動するように案内しながら、ウィンチ24からワイヤ22を繰り出して、ワイヤ22とともに吊り荷台車30をタワー4の下部まで降下させる(ワイヤ降下ステップ;図10の(D))。
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。
2 吊り荷
3 作業者
4 タワー
4a タワーセクション
4b フランジ
6 ナセル
6a 開口部
7 ロータ
8 ハブ
10 ブレード
11 回転シャフト
12 発電機
13 ドライブトレイン
14 油圧ポンプ
15 油圧モータ
16 高圧油ライン
17 低圧油ライン
20 昇降機構
22 ワイヤ
22a 接続端
24 ウィンチ
30 吊り荷台車
32 台車本体
34 取付け部
36 ローラ
37 吊下げ用金具
38 ピニオンギア
39 固定具
40 ガイドレール
42 マグネット
43 取付け治具
44 ブラケット
46 レール架設板
48 ブラケット
50 駆動台車
52 荷台
54 ピニオンギア
56 連結部
60 駆動台車用レール
62 ラック
64 ブラケット
70(70A〜70C) ワイヤ角調節部
72 荷台部
74 油圧シリンダ
75 ワイヤ釣り具
76 滑車
77 ワイヤ
78 ウィンチ
94 フック
96 アンカーワイヤ
98 固定具
100 吊り荷昇降装置
Claims (15)
- 風力発電装置用の吊り荷昇降装置であって、
吊り荷を昇降させるための昇降機構と、
前記昇降機構に吊り下げられた前記吊り荷が固定され、前記風力発電装置のタワーに沿って移動可能に構成された吊り荷台車と、
前記タワーに取り付けられ、前記吊り荷台車が前記タワーに沿って上下動するように前記吊り荷台車を案内するガイドレールと、を備え、
前記吊り荷台車は、前記吊り荷に固定された状態で、前記吊り荷が吊り下げられた前記昇降機構によって前記吊り荷とともに昇降されるように構成されたことを特徴とする風力発電装置用の吊り荷昇降装置。 - 前記タワーは、互いに連結される複数のタワーセクションを含み、
前記ガイドレールは、前記タワーセクションの連結部であるフランジ部をよけて前記タワーの外周面から離れて設置されることを特徴とする請求項1に記載の風力発電装置用の吊り荷昇降装置。 - 前記昇降機構は、
前記吊り荷に接続されるワイヤと、
前記ワイヤを巻き上げるウィンチと、
を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の風力発電装置用の吊り荷昇降装置。 - 前記吊り荷及び前記吊り荷台車の昇降時、前記ワイヤは、少なくとも前記吊り荷との接続端側において、下方に向かうにつれて前記タワーの中心から離れるように鉛直方向に対して斜めになっていることを特徴とする請求項3に記載の風力発電装置用の吊り荷昇降装置。
- 前記ワイヤの前記吊り荷との接続端側の部位が鉛直方向に対してなすワイヤ角度を変化させるためのワイヤ角調節部をさらに備えることを特徴とする請求項3又は4に記載の風力発電装置用の吊り荷昇降装置。
- 風力発電装置用の吊り荷昇降装置であって、
吊り荷を昇降させるための昇降機構と、
前記昇降機構に吊り下げられた前記吊り荷が固定され、前記風力発電装置のタワーに沿って移動可能に構成された吊り荷台車と、
前記タワーに取り付けられ、前記吊り荷台車が前記タワーに沿って上下動するように前記吊り荷台車を案内するガイドレールと、を備え、
前記吊り荷台車は、前記吊り荷とともに前記昇降機構によって昇降されるように構成され、
前記昇降機構は、
前記吊り荷に接続されるワイヤと、
前記ワイヤを巻き上げるウィンチと、
を含み、
前記ワイヤの前記吊り荷との接続端側の部位が鉛直方向に対してなすワイヤ角度を変化させるためのワイヤ角調節部をさらに備え、
前記吊り荷台車は、
前記ガイドレールによって案内される台車本体と、
水平方向に移動可能に前記台車本体に設けられ、前記吊り荷が載置される荷台部と、
を含み、
前記ワイヤ角調節部は、前記荷台部を前記水平方向に移動させるように構成されたことを特徴とする風力発電装置用の吊り荷昇降装置。 - 風力発電装置用の吊り荷昇降装置であって、
吊り荷を昇降させるための昇降機構と、
前記昇降機構に吊り下げられた前記吊り荷が固定され、前記風力発電装置のタワーに沿って移動可能に構成された吊り荷台車と、
前記タワーに取り付けられ、前記吊り荷台車が前記タワーに沿って上下動するように前記吊り荷台車を案内するガイドレールと、を備え、
前記吊り荷台車は、前記吊り荷とともに前記昇降機構によって昇降されるように構成され、
前記昇降機構は、
前記吊り荷に接続されるワイヤと、
前記ワイヤを巻き上げるウィンチと、
を含み、
前記ワイヤの前記吊り荷との接続端側の部位が鉛直方向に対してなすワイヤ角度を変化させるためのワイヤ角調節部をさらに備え、
前記ワイヤ角調節部は、前記ワイヤの前記接続端よりも上方の部位を前記タワー側に動かすように構成されたことを特徴とする風力発電装置用の吊り荷昇降装置。 - 風力発電装置用の吊り荷昇降装置であって、
吊り荷を昇降させるための昇降機構と、
前記昇降機構に吊り下げられた前記吊り荷が固定され、前記風力発電装置のタワーに沿って移動可能に構成された吊り荷台車と、
前記タワーに取り付けられ、前記吊り荷台車が前記タワーに沿って上下動するように前記吊り荷台車を案内するガイドレールと、を備え、
前記吊り荷台車は、前記吊り荷とともに前記昇降機構によって昇降されるように構成され、
前記昇降機構は、
前記吊り荷に接続されるワイヤと、
前記ワイヤを巻き上げるウィンチと、
を含み、
前記ワイヤの前記吊り荷との接続端側の部位が鉛直方向に対してなすワイヤ角度を変化させるためのワイヤ角調節部をさらに備え、
前記ワイヤ角調節部は、前記吊り荷台車から前記タワーに向かう方向に前記ウィンチを動かすように構成されたことを特徴とする風力発電装置用の吊り荷昇降装置。 - 前記ウィンチは、前記風力発電装置のナセル内又は前記タワーの下部に設置されたことを特徴とする請求項3乃至8の何れか一項に記載の風力発電装置用の吊り荷昇降装置。
- 風力発電装置用の吊り荷昇降装置であって、
吊り荷を昇降させるための昇降機構と、
前記昇降機構に吊り下げられた前記吊り荷が固定され、前記風力発電装置のタワーに沿って移動可能に構成された吊り荷台車と、
前記タワーに取り付けられ、前記吊り荷台車が前記タワーに沿って上下動するように前記吊り荷台車を案内するガイドレールと、を備え、
前記吊り荷台車は、前記吊り荷とともに前記昇降機構によって昇降されるように構成され、
前記吊り荷台車に対して上方に位置し、前記吊り荷台車と連結可能に構成された駆動台車と、
前記駆動台車に搭載され、前記駆動台車を上下に駆動するための駆動源と、
をさらに備えることを特徴とする風力発電装置用の吊り荷昇降装置。 - 風力発電装置用の吊り荷昇降方法であって、
吊り荷を昇降機構に吊り下げる吊下げステップと、
前記昇降機構に吊り下げられた前記吊り荷を吊り荷台車に固定する吊り荷固定ステップと、
前記風力発電装置のタワーに取り付けられたガイドレールによって、前記吊り荷が固定された前記吊り荷台車が前記タワーに沿って上下動するように案内しながら、前記吊り荷が吊り下げられた前記昇降機構によって前記吊り荷とともに前記吊り荷台車を昇降させる吊り荷昇降ステップと、
を備えることを特徴とする風力発電装置用の吊り荷昇降方法。 - 風力発電装置用の吊り荷昇降方法であって、
吊り荷を昇降機構に吊り下げる吊下げステップと、
前記昇降機構に吊り下げられた前記吊り荷を吊り荷台車に固定する吊り荷固定ステップと、
前記風力発電装置のタワーに取り付けられたガイドレールによって、前記吊り荷が固定された前記吊り荷台車が前記タワーに沿って上下動するように案内しながら、前記昇降機構によって前記吊り荷とともに前記吊り荷台車を昇降させる吊り荷昇降ステップと、
を備え、
前記吊り荷固定ステップの前において、駆動源を有する駆動台車を前記吊り荷台車に連結した状態で、前記駆動源によって前記駆動台車および前記吊り荷台車を前記タワーに沿って前記タワーの上部まで上昇させる台車上昇ステップと、
前記駆動台車から前記吊り荷台車を切り離す台車切離しステップと、をさらに備える風力発電装置用の吊り荷昇降方法。 - 前記吊り荷固定ステップでは、前記タワーの上部まで前記吊り荷台車が上昇した状態で、前記風力発電装置のナセル内の前記吊り荷を前記吊り荷台車に載置して前記吊り荷を前記吊り荷台車に固定し、
前記吊り荷昇降ステップでは、前記台車切離しステップの後に、前記昇降機構によって、前記タワーの上部から前記タワーの下部に向かって前記吊り荷とともに前記吊り荷台車を降下させることを特徴とする請求項12に記載の風力発電装置用の吊り荷昇降方法。 - 前記昇降機構のウィンチのワイヤを前記吊り荷台車に固定するワイヤ固定ステップと、
前記ワイヤ固定ステップ及び前記台車切離しステップの後、前記ガイドレールによって前記吊り荷台車が前記タワーに沿って移動するように案内しながら、前記ウィンチから前記ワイヤを繰り出して、前記ワイヤとともに前記吊り荷台車を前記タワーの下部まで降下させるワイヤ降下ステップと、
前記ワイヤ降下ステップの後、前記ワイヤを前記吊り荷台車から取り外し、該ワイヤを前記タワーの下部にある前記吊り荷に取り付けるワイヤ取付けステップと、をさらに備え、
前記吊り荷固定ステップでは、前記タワーの下部にある前記吊り荷を前記吊り荷台車に載置して前記吊り荷を前記吊り荷台車に固定し、
前記吊り荷昇降ステップでは、前記ワイヤ取付けステップ及び前記吊り荷固定ステップの後、前記昇降機構によって、前記タワーの下部から前記タワーの上部に向かって前記吊り荷とともに前記吊り荷台車を上昇させることを特徴とする請求項12又は13に記載の風力発電装置用の吊り荷昇降方法。 - 前記昇降機構は、
前記吊り荷に接続されるワイヤと、
前記ワイヤを巻き上げるウィンチと、
を含み、
前記ワイヤの前記吊り荷との接続端側の部位が鉛直方向に対してなすワイヤ角度を変化させるワイヤ角調節ステップをさらに備えることを特徴とする請求項11乃至14の何れか一項に記載の風力発電装置用の吊り荷昇降方法。
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