JP6333222B2 - Blade inspection apparatus and blade inspection method - Google Patents
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Description
本開示はブレード検査装置及びブレード検査方法に関する。 The present disclosure relates to a blade inspection apparatus and a blade inspection method.
風車において、ブレードの検査をするための装置が用いられることがある。
例えば、特許文献1には、ロープでナセルに吊り下げられ、風車ブレードの長さ方向に略直交する面内において風車ブレードの外周を囲むフレームと、該フレームに摺動可能に取り付けられた補修ユニットと、制御ユニットとを含む装置が開示されている。この装置では、制御ユニットによりブレードの外見上の検査を行い、この検査の情報に基づいて補修ユニットがブレードの補修を行うようになっている。
In a windmill, an apparatus for inspecting a blade may be used.
For example, Patent Document 1 discloses a frame that is suspended from a nacelle by a rope and surrounds the outer periphery of the windmill blade in a plane substantially perpendicular to the length direction of the windmill blade, and a repair unit that is slidably attached to the frame. And a control unit are disclosed. In this apparatus, an external inspection of the blade is performed by the control unit, and the repair unit repairs the blade based on the information of the inspection.
特許文献1に記載の装置では、風車ブレードが最下部にあるときに(すなわち、ブレードの先端が略鉛直下向きであるときに)風車ブレードの検査・補修を行うようになっている。このとき、風車ブレードを囲むフレームに取り付けられた補修ユニットは、フレームに沿って、すなわち風車ブレードの幅方向(長さ方向に略直交する方向)において移動可能であるとともに、ナセルからフレームを吊り下げるロープの長さを調節することで、フレームとともに風車ブレードの長さ方向(略鉛直方向)において移動可能である。このように、補修ユニットは風車ブレードの長さ方向及び幅方向において移動可能であるため、風車ブレード面を広範囲にわたって検査及び補修することが可能である。
しかしながら、上述の装置では、ロープで吊り下げられたフレームが、例えば強風により風車ブレードに衝突するなどして風車ブレードの損傷を招く可能性がある。
In the device described in Patent Document 1, when the wind turbine blade is at the lowest position (that is, when the tip of the blade is substantially vertically downward), the wind turbine blade is inspected and repaired. At this time, the repair unit attached to the frame surrounding the windmill blade is movable along the frame, that is, in the width direction of the windmill blade (direction substantially perpendicular to the length direction), and suspends the frame from the nacelle. By adjusting the length of the rope, it is possible to move in the length direction (substantially vertical direction) of the windmill blade together with the frame. Thus, since the repair unit is movable in the length direction and the width direction of the wind turbine blade, the wind turbine blade surface can be inspected and repaired over a wide range.
However, in the above-described device, there is a possibility that the frame suspended by the rope may cause damage to the windmill blade, for example, by colliding with the windmill blade due to strong wind.
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、ブレードの長さ方向における広範囲にわたって検査が可能であり、且つ、風車ブレードの検査中にブレードに損傷を与える可能性を低減可能なブレード検査装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, at least one embodiment of the present invention is capable of inspecting a wide range of blades in the longitudinal direction and reducing the possibility of damage to the blades during inspection of the wind turbine blades. An object is to provide an inspection device.
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係るブレード検査装置は、風車のブレードを検査するためのブレード検査装置であって、
前記ブレードを検査するための検査部と、
前記検査部を前記風車の構造物から吊り下げるためのロープと、
前記ロープの巻取り量/繰出し量を調節することで前記検査部を昇降可能に構成されたウィンチと、
前記ブレードの表面と前記ブレード検査装置の少なくとも一部との間に負圧を発生させるための負圧発生部と、
を備える。
(1) A blade inspection apparatus according to at least one embodiment of the present invention is a blade inspection apparatus for inspecting a blade of a windmill,
An inspection unit for inspecting the blade;
A rope for suspending the inspection section from the structure of the windmill;
A winch configured to be able to move up and down the inspection unit by adjusting the winding amount / feeding amount of the rope;
A negative pressure generator for generating a negative pressure between the surface of the blade and at least a part of the blade inspection device;
Is provided.
上記(1)の構成によれば、ウィンチによりロープの巻取り量/繰出し量を調節して検査部を昇降させるので、ロープによる検査部の吊り下げ方向において検査部を移動させることができる。よって、ロープによる検査部の吊り下げ方向においてブレード面を広範囲にわたって検査することができる。例えば、検査対象のブレードがハブの最下部にあるときに(すなわち、ブレードがハブから略鉛直下向きに延在するようなアジマス角に位置するとき)、ブレードの長さ方向においてブレード面を広範囲にわたって検査することができる。
また、上記(1)の構成によれば、負圧発生部によりブレードの表面とブレード検査装置との間に負圧を発生させるので、ブレード検査装置をブレード表面に張り付かせることができる。これにより、例えば強風時においてブレード検査装置がブレードに接触する際の衝撃でブレードに損傷を与えてしまうリスクを低減することができる。
According to the configuration of (1) above, the inspection unit is moved up and down by adjusting the winding amount / feeding amount of the rope with the winch, so that the inspection unit can be moved in the hanging direction of the inspection unit by the rope. Therefore, the blade surface can be inspected over a wide range in the direction in which the inspection portion is suspended by the rope. For example, when the blade to be inspected is at the bottom of the hub (ie, when the blade is positioned at an azimuth angle extending substantially vertically downward from the hub), the blade surface is extended over a wide range in the length direction of the blade. Can be inspected.
Further, according to the configuration of (1) above, the negative pressure is generated between the blade surface and the blade inspection device by the negative pressure generator, so that the blade inspection device can be attached to the blade surface. As a result, for example, the risk of damaging the blade due to an impact when the blade inspection device contacts the blade in a strong wind can be reduced.
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、
前記検査部、前記ウィンチ及び前記負圧発生部が搭載されるキャリアと、
前記キャリアに設けられ、前記ブレードに対する前記キャリアの姿勢を保持可能に構成された姿勢保持部をさらに備える。
通常、風車のブレードは曲面状の表面を有する。上記(2)の構成では、キャリアに設けられた姿勢保持部により、曲面状の表面を有するブレードに対してキャリアの姿勢を保持することができる。
(2) In some embodiments, in the configuration of (1) above,
A carrier on which the inspection unit, the winch and the negative pressure generating unit are mounted;
A posture holding unit provided on the carrier and configured to hold the posture of the carrier with respect to the blade is further provided.
Usually, a blade of a windmill has a curved surface. In the configuration (2), the posture of the carrier can be held with respect to the blade having a curved surface by the posture holding portion provided on the carrier.
(3)幾つかの実施形態では、上記(2)の構成において、前記姿勢保持部は、少なくとも1つの姿勢保持ローラを含む。
上記(3)の構成によれば、姿勢保持部は少なくとも1つの姿勢保持ローラを含むので、検査部等が搭載されるキャリアの姿勢を保持しながら、ブレードの表面(曲面)に追従するようにキャリアをスムーズに移動させることができる。
(3) In some embodiments, in the configuration of (2), the posture holding unit includes at least one posture holding roller.
According to the configuration of (3) above, the posture holding unit includes at least one posture holding roller, so that it follows the surface (curved surface) of the blade while holding the posture of the carrier on which the inspection unit or the like is mounted. The carrier can be moved smoothly.
(4)幾つかの実施形態では、上記(2)又は(3)の構成において、
前記キャリアに設けられ、少なくとも前記検査部を移動可能に構成された移動部をさらに備える。
上記(4)の構成によれば、移動部により少なくとも検査部を移動可能としたので、前述のウィンチによる昇降との組み合わせによって、検査部の移動の自由度が向上し、検査部によるブレード面の検査範囲をより一層広げることができる。
(4) In some embodiments, in the configuration of (2) or (3) above,
The apparatus further includes a moving unit provided on the carrier and configured to move at least the inspection unit.
According to the configuration of (4) above, since at least the inspection unit can be moved by the moving unit, the degree of freedom of movement of the inspection unit is improved by the combination with the lifting and lowering by the winch described above, and the blade surface by the inspection unit is improved. The inspection range can be further expanded.
(5)幾つかの実施形態では、上記(4)の構成において、
前記移動部は、モータと、前記モータによって駆動されて前記ブレードの表面に沿って、少なくとも前記ロープによる前記キャリアの吊り下げ方向と直交する方向に前記キャリアを移動可能に構成された駆動部と、を含む。
上記(5)の構成によれば、モータ及び駆動部によって、少なくともロープによるキャリアの吊り下げ方向と直交する方向にキャリアを移動させることができる。よって、ロープによる検査部の吊り下げ方向及び該方向に直交する方向においてブレード面を広範囲にわたって検査することができる。例えば、検査対象のブレードがハブの最下部から略鉛直下向きに延在するようなアジマス角にあるときに、ブレードの長さ方向及び幅方向においてブレード面を広範囲にわたって検査することができる。
(5) In some embodiments, in the configuration of (4) above,
The moving unit is a motor and a driving unit configured to be able to move the carrier along the surface of the blade driven by the motor in a direction orthogonal to at least the hanging direction of the carrier by the rope; including.
According to the configuration of (5) above, the carrier can be moved at least in the direction orthogonal to the direction in which the carrier is suspended by the rope by the motor and the drive unit. Therefore, the blade surface can be inspected over a wide range in the direction in which the inspection portion is suspended by the rope and in the direction orthogonal to the direction. For example, when the blade to be inspected is at an azimuth angle extending substantially vertically downward from the lowest part of the hub, the blade surface can be inspected over a wide range in the length direction and the width direction of the blade.
(6)幾つかの実施形態では、上記(4)又は(5)の構成において、
前記移動部は、前記キャリアに取り付けられたロボットアームを含み、
前記ロボットアームは、先端側に前記検査部が取り付けられており、前記検査部を移動可能に構成される。
上記(6)の構成によれば、ロボットアームにより、該ロボットアームの先端側に取り付けられた検査部を移動可能としたので、検査部の位置をより細やかに調節することができる。
(6) In some embodiments, in the above configuration (4) or (5),
The moving unit includes a robot arm attached to the carrier,
The robot arm is configured such that the inspection unit is attached to the distal end side and the inspection unit is movable.
According to the configuration of (6) above, since the inspection unit attached to the distal end side of the robot arm can be moved by the robot arm, the position of the inspection unit can be adjusted more finely.
(7)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(6)の何れかの構成において、
前記負圧発生部は、
吸引カップと、
前記吸引カップと前記ブレードの表面とによって囲まれる空間を負圧にするための吸引部と、
前記吸引カップと前記ブレードの表面との間に設けられるシール部と、
を含む。
上記(7)の構成によれば、負圧発生部を構成する吸引カップとブレードの表面との間にシール部を設けたので、負圧発生部とブレードの表面とによって囲まれる空間を負圧に保持しやすい。このため、より確実にブレード検査装置をブレード表面に張り付かせることができる。
(7) In some embodiments, in any one of the configurations (1) to (6) above,
The negative pressure generator is
A suction cup,
A suction part for creating a negative pressure in a space surrounded by the suction cup and the surface of the blade;
A seal provided between the suction cup and the surface of the blade;
including.
According to the configuration of (7) above, since the seal portion is provided between the suction cup constituting the negative pressure generating portion and the surface of the blade, the space surrounded by the negative pressure generating portion and the surface of the blade is negative pressure. Easy to hold on. For this reason, it is possible to more reliably attach the blade inspection device to the blade surface.
(8)幾つかの実施形態では、上記(7)の構成において、
前記吸引カップは、前記ブレードの表面に対して略法線方向に沿って延在するダクトを含み、
前記吸引部は、前記ダクトと前記ブレードの表面とによって囲まれる空間を負圧にするためのファンを含む。
上記(8)の構成によれば、ダクト及びファンを含む簡素な構成により、負圧発生部とブレードの表面とによって囲まれる空間を負圧に維持することができる。
(8) In some embodiments, in the configuration of (7) above,
The suction cup includes a duct extending along a substantially normal direction with respect to a surface of the blade;
The suction part includes a fan for creating a negative pressure in a space surrounded by the duct and the surface of the blade.
According to the configuration of (8) above, the space surrounded by the negative pressure generating portion and the surface of the blade can be maintained at a negative pressure with a simple configuration including a duct and a fan.
(9)幾つかの実施形態では、上記(2)〜(8)の何れかの構成において、
前記キャリアに取り付けられ、前記検査部による検査結果に基づいて前記ブレードを補修するための補修部をさらに備える。
上記(9)の構成によれば、検査部による検査結果に基づいてブレードを補修するための補修部をさらに備えるので、ブレード検査装置によってブレードの検査だけでなく、ブレードの補修も行うことができる。
(9) In some embodiments, in any one of the above configurations (2) to (8),
A repairing part is further provided for repairing the blade based on the inspection result of the inspection part attached to the carrier.
According to the configuration of the above (9), since the repair unit for repairing the blade based on the inspection result by the inspection unit is further provided, not only the blade inspection but also the blade repair can be performed by the blade inspection device. .
(10)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(9)の何れかの構成において、
前記ブレードに設定された基準点に対する、前記検査部による前記ブレードの表面上の検査点の相対位置を計測するための計測部をさらに備える。
上記(10)の構成によれば、計測部によりブレードに設定された基準点に対する、検査部によるブレードの表面上の検査点の相対位置を計測できるので、ブレード表面上の位置座標と関連づけて検査結果を取得することができる。
(10) In some embodiments, in any one of the configurations (1) to (9),
The apparatus further includes a measuring unit for measuring a relative position of the inspection point on the surface of the blade by the inspection unit with respect to a reference point set on the blade.
According to the configuration of (10) above, the relative position of the inspection point on the blade surface by the inspection unit with respect to the reference point set on the blade by the measurement unit can be measured. The result can be obtained.
(11)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(10)の何れかの構成において、
前記検査部を目標位置に移動させるように前記ウィンチ又は前記負圧発生部の少なくとも一方を制御するための制御部をさらに備える。
上記(11)の構成によれば、検査部を目標位置に移動させるようにウィンチ又は負圧発生部の少なくとも一方を制御するための制御部をさらに備えるので、検査部をより確実に目標位置に移動させることができる。
(11) In some embodiments, in any one of the above configurations (1) to (10),
The apparatus further includes a control unit for controlling at least one of the winch or the negative pressure generating unit so as to move the inspection unit to a target position.
According to the configuration of (11) above, since the control unit for controlling at least one of the winch or the negative pressure generating unit to move the inspection unit to the target position is further provided, the inspection unit is more reliably brought to the target position. Can be moved.
(12)本発明の少なくとも一実施形態に係るブレード検査方法は、
風車ブレード検査用の検査部を有するブレード検査装置を用いて風車のブレードを検査する方法であって、
ロープを用いて前記風車の構造物から前記検査部を吊り下げるステップと、
前記ロープの巻取り量/繰出し量をウィンチで調節し、前記検査部を昇降させるステップと、
前記ブレードの表面と前記ブレード検査装置との間に負圧を発生させるステップと、
前記負圧により前記ブレードの表面に前記ブレード検査装置が仮固定された状態で、前記検査部により前記ブレードを検査するステップと、
を備える。
(12) A blade inspection method according to at least one embodiment of the present invention includes:
A method for inspecting a blade of a windmill using a blade inspection device having an inspection unit for inspecting a windmill blade,
Suspending the inspection unit from the wind turbine structure using a rope;
Adjusting the winding amount / feeding amount of the rope with a winch, and raising and lowering the inspection unit;
Generating a negative pressure between the blade surface and the blade inspection device;
Inspecting the blade by the inspection unit in a state where the blade inspection device is temporarily fixed to the surface of the blade by the negative pressure;
Is provided.
上記(12)の方法によれば、ウィンチによりロープの巻取り量/繰出し量を調節して検査部を昇降させるので、ロープによる検査部の吊り下げ方向において検査部を移動させることができる。よって、ロープによる検査部の吊り下げ方向においてブレード面を広範囲にわたって検査することができる。例えば、検査対象のブレードがハブの最下部にあるときに(すなわち、ブレードがハブから略鉛直下向きに延在するようなアジマス角に位置するとき)、ブレードの長さ方向においてブレード面を広範囲にわたって検査することができる。
また、上記(1)の構成によれば、負圧発生部によりブレードの表面とブレード検査装置との間に負圧を発生させるので、ブレード検査装置をブレード表面に張り付かせることができる。これにより、例えば強風時においてブレード検査装置がブレードに接触する際の衝撃でブレードに損傷を与えてしまうリスクを低減することができる。
According to the above method (12), the inspection unit is moved up and down by adjusting the winding / feeding amount of the rope with the winch, so that the inspection unit can be moved in the direction in which the inspection unit is suspended by the rope. Therefore, the blade surface can be inspected over a wide range in the direction in which the inspection portion is suspended by the rope. For example, when the blade to be inspected is at the bottom of the hub (ie, when the blade is positioned at an azimuth angle extending substantially vertically downward from the hub), the blade surface is extended over a wide range in the length direction of the blade. Can be inspected.
Further, according to the configuration of (1) above, the negative pressure is generated between the blade surface and the blade inspection device by the negative pressure generator, so that the blade inspection device can be attached to the blade surface. As a result, for example, the risk of damaging the blade due to an impact when the blade inspection device contacts the blade in a strong wind can be reduced.
(13)幾つかの実施形態では、上記(12)の方法において、
前記検査するステップでは、前記ブレード検査装置の重心が、前記ロープの張力が前記ウィンチに作用する作用点をはさんで前記ブレードの表面と反対側に位置する状態で前記ブレードの検査を行う。
上記(13)の方法によれば、ブレード検査装置の自重により、ブレード検査装置がブレード上に押し付けられる姿勢にてブレードの検査が行われる。よって、ブレード検査装置がブレード表面からより離脱しにくくなり、より安定した状態でブレードの検査を行うことができる。
(13) In some embodiments, in the method of (12) above,
In the inspecting step, the blade is inspected in a state where the center of gravity of the blade inspection device is located on the opposite side of the blade surface across the point of action where the tension of the rope acts on the winch.
According to the above method (13), the blade is inspected in a posture in which the blade inspection device is pressed onto the blade by the weight of the blade inspection device. Therefore, the blade inspection device is less likely to be detached from the blade surface, and the blade can be inspected in a more stable state.
(14)幾つかの実施形態では、上記(12)又は(13)の方法は、
前記検査ステップでの検査結果に基づいて前記ブレードを補修するステップをさらに備える。
上記(14)の方法によれば、検査ステップでの検査結果に基づいてブレードを補修するための補修ステップをさらに備えるので、ブレード検査装置によってブレードの検査だけでなく、ブレードの補修も行うことができる。
(14) In some embodiments, the method of (12) or (13) is
The method further includes the step of repairing the blade based on the inspection result in the inspection step.
According to the above method (14), since the blade further includes a repair step for repairing the blade based on the inspection result in the inspection step, the blade inspection apparatus can perform not only the blade inspection but also the blade repair. it can.
(15)幾つかの実施形態では、上記(12)〜(14)の何れかの方法において、
前記ブレードに設定された基準点に対する、前記検査するステップでの前記ブレードの表面上の検査点の相対位置を計測するステップをさらに備える。
上記(15)の方法によれば、ブレードに設定された基準点に対する、検査部によるブレードの表面上の検査点の相対位置を計測できるので、ブレード表面上の位置座標と関連づけて検査結果を取得することができる。
(15) In some embodiments, in any one of the methods (12) to (14),
The method further includes a step of measuring a relative position of the inspection point on the surface of the blade in the inspection step with respect to a reference point set on the blade.
According to the above method (15), the relative position of the inspection point on the surface of the blade by the inspection unit with respect to the reference point set on the blade can be measured, so the inspection result is obtained in association with the position coordinates on the blade surface. can do.
(16)幾つかの実施形態では、上記(12)乃至(15)の何れかの方法は、
前記検査するステップの前に、前記ブレードのピッチ角がフェザー側にある状態で、前記ブレード検査装置の重心が、前記ロープの張力が前記ウィンチに作用する作用点をはさんで前記ブレードの表面と反対側に位置するように前記ブレードのアジマス角を調節するステップをさらに備え、
前記検査するステップでは、前記ピッチ角がフェザー側にあり、且つ、前記アジマス角が調節された状態で前記ブレードの検査を行う。
典型的な風車では、運転停止時において、ブレードのピッチ角がフェザー側にある。このため、上記(16)のようにブレードのアジマス角を調節することで、ロープの張力の作用点のブレード検査装置の重心に対する相対的位置関係を調整することができる。こうして、ブレードのアジマス角調節により、ロープの張力の作用点を挟んでブレード表面とは反対側に向けてブレード検査装置の重心による押し付けが利く様にすれば、ブレード検査装置の自重を利用して、ブレード検査装置がブレード上に押し付けられる姿勢にてブレードの検査を行うことができる。よって、ブレード検査装置がブレード表面からより離脱しにくくなり、より安定した状態でブレードの検査を行うことができる。
なお、風車のブレードには、タワーとの接触リスクを低減する観点から、ブレードの先端側が風上側(ブレードの圧力面側)に向かって湾曲した形状(いわゆるプリベンド形状)を有するものがある。上記(16)の方法によれば、こうしたプリベンド形状のブレードであっても、検査対象がブレードの圧力面であるか負圧面であるかに応じてブレードのアジマス角を調節することにより、ブレード検査装置の自重を利用して、ブレード検査装置をブレード表面に押し付けることができる。
(16) In some embodiments, the method of any one of (12) to (15) above is
Before the step of inspecting, the center of gravity of the blade inspection device is in a state where the pitch angle of the blade is on the feather side, and the surface of the blade across the point of action where the tension of the rope acts on the winch. Adjusting the azimuth angle of the blade to be located on the opposite side;
In the inspecting step, the blade is inspected in a state where the pitch angle is on the feather side and the azimuth angle is adjusted.
In a typical windmill, the blade pitch angle is on the feather side when the operation is stopped. For this reason, by adjusting the azimuth angle of the blade as in (16) above, the relative positional relationship of the point of action of the rope tension with respect to the center of gravity of the blade inspection apparatus can be adjusted. In this way, by adjusting the blade azimuth angle so that the center of gravity of the blade inspection device can be pressed toward the opposite side of the blade surface across the point of action of the rope tension, the weight of the blade inspection device can be used. The blade can be inspected in a posture in which the blade inspection device is pressed onto the blade. Therefore, the blade inspection device is less likely to be detached from the blade surface, and the blade can be inspected in a more stable state.
Some blades of a windmill have a shape (so-called pre-bend shape) in which the tip side of the blade is curved toward the windward side (the pressure surface side of the blade) from the viewpoint of reducing the risk of contact with the tower. According to the above method (16), even for such a pre-bend blade, the blade inspection is performed by adjusting the azimuth angle of the blade according to whether the inspection object is the pressure surface or the suction surface of the blade. The blade inspection device can be pressed against the blade surface by utilizing the weight of the device.
本発明の少なくとも一実施形態によれば、ブレードの長さ方向における広範囲にわたって検査が可能であり、且つ、風車ブレードの検査中にブレードに損傷を与える可能性を低減可能なブレード検査装置が提供される。 According to at least one embodiment of the present invention, there is provided a blade inspection apparatus capable of performing a wide inspection in the longitudinal direction of the blade and reducing the possibility of damage to the blade during inspection of the wind turbine blade. The
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。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. Absent.
まず、一実施形態に係る検査対象のブレードを備える風車の全体構成について説明する。
図1は、一実施形態に係る検査対象のブレードを備える風車の一例としての風力発電装置の構成を示す概略図である。図1に示すように、風力発電装置1は、主として、少なくとも一枚のブレード2と、ブレード2が取り付けられるハブ3と、ハブ3に連結されるメインシャフト7と、メインシャフト7のトルクを伝達するためのドライブトレイン8と、ドライブトレイン8を介してメインシャフト7のトルクが入力される発電機12とを備える。また、風力発電装置1は、メインシャフト7、ドライブトレイン8、発電機12等の各種機器を収容するためのナセル13と、ナセル13を支持するタワー15とを備える。なお、ハブ3は、スピナ(ハブカバー)4によって覆われていてもよい。
風力発電装置1は、海面上に設置される洋上風力発電装置であってもよいし、陸上に設置された陸上風力発電装置であってもよい。
First, an overall configuration of a wind turbine including a blade to be inspected according to an embodiment will be described.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a wind turbine generator as an example of a windmill including a blade to be inspected according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the wind turbine generator 1 mainly transmits at least one
The wind power generator 1 may be an offshore wind power generator installed on the sea surface or an onshore wind power generator installed on land.
幾つかの実施形態では、ハブ3には複数のブレード2が放射状に等間隔で取り付けられる。ブレード2の枚数は特に限定されないが、例えば2枚又は3枚のブレード2がハブ3に取り付けられていてもよい。これらのブレード2とハブ3によりロータ5が構成される。
メインシャフト7はナセル13に回転自在に支持されており、メインシャフト7に連結されたハブ3はメインシャフト7とともに回転可能である。そのため、ブレード2が受けた風の力によってロータ5が回転するようになっている。
In some embodiments, a plurality of
The
本発明の一実施形態に係るブレード検査装置100は、風車のブレードを検査するためのブレード検査装置であって、例えば上述したような風車(風力発電装置1)に適用することができる。
図2〜図6を参照して、いくつかの実施形態に係るブレード検査装置100の構成について説明する。図2は、一実施形態に係るブレード検査装置の全体構成を示す図である。
図2に示すように、ブレード検査装置100は、ブレード2を検査するための検査部24と、検査部24を風力発電装置1のハブ3から吊り下げるためのロープ22と、ウィンチ26と、負圧発生部30と、を備える。
図2に示す実施形態では、2本のロープ22によって検査部24を安定的に吊り下げるようになっている。ハブ3には、ロープ22をハブ3に固定するためのフック23が2つ設けられており、2本のロープ22の各々の一端側は、ハブ3に設けられたフック23の各々を介してハブ3に固定されている。また、ブレード検査装置100は2つのウィンチ26が設けられており、各ロープ22の他端側はウィンチ26にそれぞれ接続されている。すなわち、ロープ22と、フック23と、ウィンチ26とを含むセットが2セット設けられている。
ウィンチ26と検査部24とは、それぞれがキャリア28に取り付けられることで一体的に移動可能となっており、ロープ22によって検査部24がハブ3から吊り下げられるとともに、ウィンチ26におけるロープ22の巻取り量/繰出し量を調節することで検査部24が昇降可能になっている。
負圧発生部30は、ブレード2の表面とブレード検査装置100(詳しくは、検査部24を搭載したキャリア28)との間に負圧を発生させるように構成される。
A
With reference to FIGS. 2-6, the structure of the blade test |
As shown in FIG. 2, the
In the embodiment shown in FIG. 2, the
The
The
上述のブレード検査装置100によれば、ウィンチ26によりロープ22の巻取り量/繰出し量を調節して検査部24を昇降させるので、ロープ22による検査部24の吊り下げ方向において検査部24を移動させることができる。よって、ロープ22による検査部24の吊り下げ方向においてブレード面を広範囲にわたって検査することができる。例えば、検査対象のブレード2がハブ3の最下部にあるときに(すなわち、ブレード2がハブ3から略鉛直下向きに延在するようなアジマス角に位置するとき)、ブレード2の長さ方向においてブレード面を広範囲にわたって検査することができる。
また、上述のブレード検査装置100によれば、負圧発生部30によりブレード2の表面とブレード検査装置100との間に負圧を発生させるので、ブレード検査装置100をブレード2の表面に張り付かせることができる。これにより、例えば強風時においてブレード検査装置100がブレード2に接触する際の衝撃でブレード2に損傷を与えてしまうリスクを低減することができる。
According to the
Further, according to the
また、例えば、上述の特許文献1に記載のような従来のブレード検査装置では、フレームが風車ブレードの外周を囲む必要があるため、風車ブレードの大型化に伴って検査装置のサイズが大きくなる。これに対し、上述のブレード検査装置100では、負圧発生部30によりブレード検査装置100をブレード2の表面に張り付かせることによってブレード2の表面に対する検査部24の姿勢を維持するので、風車のブレード2の外周を囲むフレームは必ずしも必要ではない。よって、ブレード2が大型化したとしても、ブレード検査装置100のサイズをコンパクトにすることができ、ブレード検査装置100の風車(風力発電装置1)に対する取付けや取外し等の作業に要する労力を低減することができる。
Further, for example, in the conventional blade inspection apparatus as described in Patent Document 1 described above, since the frame needs to surround the outer periphery of the windmill blade, the size of the inspection apparatus increases as the size of the windmill blade increases. On the other hand, in the above-described
一実施形態では、検査部24は、例えば、ブレード2の表面を撮影するためのカメラである。検査部24としてカメラを用いて検査を行うことにより、ブレード2の表面上に生じた損傷(落雷等による焦げ、穴又は裂傷や、クラック等)等を把握することができる。
あるいは、一実施形態では、検査部24は、超音波等を用いてブレード2に生じたクラック等を検出するためのセンサであってもよい。
In one embodiment, the
Alternatively, in one embodiment, the
図2に示すブレード検査装置100では、検査部24はロープ22によって風車(風力発電装置1)のハブ3から吊り下げられているが、一実施形態では、ブレード検査装置100(キャリア28)は、ナセル13から前方に向かって延在するようにナセル13に取り付けられた構造物(アーム等;不図示)からロープで吊り下げられていてもよい。あるいは、一実施形態では、ブレード検査装置100(キャリア28)は、タワー15(図1参照)から前方に向かって延在するようにタワー15に取り付けられた構造物(アーム等;不図示)からロープで吊り下げられていてもよい。ここで、ナセル13又はタワー15の「前方」とは、ロータ5の回転軸方向において、ナセル13側からハブ3側に向かう方向のことである。
In the
図3及び図5は、それぞれ、一実施形態に係るブレード検査装置の正面図である。また、図4は、図3に示すブレード検査装置の側面図であり、図6は、図5に示すブレード検査装置の側面図である。なお、図6において、図の見易さのため、ウィンチ26及び検査部24の図示を省略している。
図3〜図4及び図5〜図6に示すブレード検査装置100は、それぞれ、上述した図2に示すブレード検査装置100と同様の全体構成を有するものであるが、より詳細には、以下に説明する構成を有する。
なお、図3〜図4及び図5〜図6に示す実施形態では、ブレード検査装置100にはウィンチ26が1つ設けられている。そして、検査部24を吊り下げるための2本のロープ22の各々の一端側はハブ3に設けられたフック23の各々を介してハブ3に固定されているとともに、2本のロープの他端側は該ウィンチ26に接続されている。これにより、ウィンチ26において、2本のロープ22の巻取り量/繰り出し量を調節して検査部24が昇降できるようになっている。
3 and 5 are front views of the blade inspection apparatus according to the embodiment, respectively. 4 is a side view of the blade inspection apparatus shown in FIG. 3, and FIG. 6 is a side view of the blade inspection apparatus shown in FIG. In FIG. 6, the
The
In the embodiment shown in FIGS. 3 to 4 and FIGS. 5 to 6, the
図3〜図4及び図5〜図6に示すブレード検査装置100は、検査部24、ウィンチ26及び負圧発生部30が搭載されるキャリア28を備える。図3〜図4に示すブレード検査装置100では、キャリア28はフレームにより構成されている。また、図5〜図6に示すブレード検査装置100では、キャリア28はキャリアボックスにより構成されている。
キャリア28にはロボットアーム48が取り付けられており、ロボットアーム48の先端側には、検査部24としてカメラ46が取り付けられている。
また、キャリア28には取付け板27を介してウィンチ26が取り付けられており、ウィンチによりロープ22の巻取り量/繰出し量を調節することによって、キャリア28及びカメラ46(検査部24)を昇降させることができるようになっている。
The
A
A
図3〜図4及び図5〜図6に示すブレード検査装置100において、キャリア28には3つの姿勢保持ローラ38が設けられており、これらの3つの姿勢保持ローラ38とブレード2との3つの接点により、ブレード2に対するキャリア28の姿勢を保持できるようになっている。すなわち、これら3つの姿勢保持ローラ38により姿勢保持部が構成されている。
図3〜図4及び図5〜図6に示す実施形態では、3つの姿勢保持ローラ38は、それぞれ、ブレード2の短手方向に転動(移動)可能に設けられている。また、3つの姿勢保持ローラ38は、キャリア28の外形に比較的近い位置に配置されるとともに、3つの姿勢保持ローラ38のうち2つは、キャリア28の上部において監視部24(及びキャリア28)の吊り下げ方向(ロープ22の延在方向)に直交する方向における両側に配置され、他の1つの姿勢保持ローラ38はキャリア28の下部において前記吊り下げ方向に直交する方向におけるほぼ中央に配置される。
このように、姿勢保持ローラ38により姿勢保持部を構成することで、検査部24等が搭載されるキャリア28の姿勢を保持しながら、ブレード2の表面(曲面)に追従するようにキャリア28をスムーズにブレード2の短手方向に沿った方向に移動させることができる。
他の実施形態では、姿勢保持部は、ブレード2の表面上を転動可能に構成された球状体により構成されていてもよい。
In the
In the embodiment shown in FIGS. 3 to 4 and FIGS. 5 to 6, the three
In this way, by configuring the posture holding unit with the
In another embodiment, the posture holding unit may be configured by a spherical body configured to be able to roll on the surface of the
図3〜図4及び図5〜図6に示すブレード検査装置100において、キャリア28には、キャリア28に対して検査部24を移動可能にするための移動部41が設けられている。
In the
図3〜図4に示すブレード検査装置100では、キャリア28に設けられたモータ40と駆動ローラ42とにより移動部41Aが構成される。駆動ローラ42は、モータ40によって駆動されて、ブレード2の表面に沿って、少なくともロープ22によるキャリア28の吊り下げ方向と直交する方向(例えば、ブレード2の短手方向)にキャリア28を移動可能に構成される。駆動ローラ42は、キャリア28において、監視部24(及びキャリア28)の吊り下げ方向(ロープ22の延在方向)に直交する方向におけるほぼ中央に配置される。これにより、キャリア28をより安定的に移動させることができる。
なお、図3〜図4に示す駆動ローラ42は、姿勢保持ローラ38でもある。
このように、モータ40及び駆動ローラ42によって、少なくともロープ22によるキャリア28の吊り下げ方向と直交する方向にキャリア28を移動させることができるので、ロープ22による検査部24の吊り下げ方向及び該吊り下げ方向に直交する方向においてブレード面を広範囲にわたって検査することができる。
例えば、検査対象のブレード2がハブ3の最下部から略鉛直下向きに延在するようなアジマス角にあるときに、ブレード2の長さ方向及び幅方向においてブレード面を広範囲にわたって検査することができる。
In the
The driving roller 42 shown in FIGS. 3 to 4 is also a
Thus, the
For example, when the
また、図3〜図4及び図5〜図6に示すブレード検査装置100において、キャリア28に取り付けられたロボットアーム48により移動部41Bが構成される。ロボットアーム48の先端側には検査部24としてのカメラ46が取り付けられており、ロボットアーム48によりカメラ46が移動可能になっている。
このように、ロボットアーム48により、ロボットアーム48の先端側に取り付けられたカメラ46(検査部24)が移動可能であるので、カメラ46の位置をより細やかに調節することができる。これにより、例えば、キャリア28の位置を微調整しなくても、ロボットアーム48を調節することにより、カメラ46を所望の検査位置に移動させることができる。
Also, in the
As described above, since the camera 46 (inspection unit 24) attached to the distal end side of the
このように、移動部41(41A,41B)によりカメラ46(検査部24)を移動可能としたので、前述のウィンチ26による昇降との組み合わせによって、カメラ46(検査部24)の移動の自由度が向上し、カメラ46(検査部24)によるブレード面の検査範囲をより一層広げることができる。
As described above, since the camera 46 (inspection unit 24) can be moved by the moving unit 41 (41A, 41B), the degree of freedom of movement of the camera 46 (inspection unit 24) is combined with the raising and lowering by the
図3〜図4及び図5〜図6に示すブレード検査装置100の負圧発生部30は、吸引カップ32と、吸引カップ32とブレード2の表面とによって囲まれる空間を負圧にするための吸引部34と、吸引カップ32とブレード2の表面との間に設けられるシール部36と、を含む。負圧発生部30を構成する吸引カップ32とブレード2の表面との間にシール部36を設けたので、負圧発生部30とブレード2の表面とによって囲まれる空間を負圧に保持しやすい。このため、より確実にブレード検査装置100をブレード表面に張り付かせることができる。
The negative
図3〜図4に示すブレード検査装置100において、負圧発生部30は、ブレード2の表面に対して略法線方向に沿って延在するダクト33(吸引カップ32)と、ダクト33とブレード2の表面とによって囲まれる空間を負圧にするためのファン35(吸引部34)とを含む所謂ダクテッドファンである。また、ダクト33とブレード2の表面との間にはゴムシール37(シール部36)が設けられている。
In the
図5〜図6に示すブレード検査装置100において、負圧発生部30は、ブレード2の表面に対して略法線方向に沿って延在する複数の吸引筒52(吸引カップ32)と、吸引筒52とブレード2の表面とによって囲まれる空間を負圧にするための吸引ポンプ54(吸引部34)とを含む。複数の吸引筒52の各々は、チューブ53によって吸引ポンプ54と接続されている。また、吸引筒52とブレード2の表面との間にはブーツ56(シール部36)が設けられている。
In the
ブレード検査装置100のキャリア28には、検査部24による検査結果に基づいてブレード2を補修するための補修部(不図示)が取り付けられていてもよい。
このようにブレード検査装置100が補修部を備えていれば、ブレード検査装置100によってブレード2の検査だけでなく、ブレード2の補修も行うことができる。例えば、検査部24としてのカメラでブレード2の表面を確認しながら、損傷が存在する位置においてブレード2を補修することが可能となる。
一実施形態では、補修部は、ロボットアームと、ロボットアームに取り付けられ、ブレード2の補修箇所に装填する樹脂を搭載した補修機器とを含む。
A repair portion (not shown) for repairing the
In this way, if the
In one embodiment, the repair unit includes a robot arm and a repair device that is mounted on the robot arm and is loaded with a resin that is loaded into a repair location of the
ブレード検査装置100は、ブレード2に設定された基準点に対する、検査部24(例えばカメラ46)によるブレード2の表面上の検査点の相対位置を計測するための計測部(不図示)をさらに備えてもよい。
計測部を用いて、ブレード2に設定された基準点に対する、検査部24によるブレード2の表面上の検査点の相対位置を計測することにより、ブレード表面上の位置座標と関連づけて検査結果を取得することができる。これにより、例えば、特定位置における損傷の経年的変化を把握することができる。
ブレード2における上述の基準点は、例えば、ブレード2の先端近くに設定してもよい。計測部としては、例えば、レーザ式、光学式、超音波式、または磁気式などの位置センサや距離センサを用いることができる。
The
By using the measuring unit to measure the relative position of the inspection point on the surface of the
For example, the reference point in the
ブレード検査装置100は、検査部24(例えばカメラ46)を目標位置(検査対象位置)に移動させるようにウィンチ26又は負圧発生部30の少なくとも一方を制御するための制御部(不図示)をさらに備えてもよい。あるいは、制御部は、検査部24(例えばカメラ46)を目標位置(検査対象位置)に移動させるようにモータ40を制御するための制御部であってもよい。
制御部によってウィンチ26又は負圧発生部30の少なくとも一方、あるいはモータ40を制御することで、検査部24を適切に目標位置に移動させることができる。
The
By controlling at least one of the
例えば、制御部によって、ロープ22の巻取り量/繰出し量が検査部24の目標位置までの距離に対応する巻取り量/繰出し量となるようにウィンチ26を制御することで、検査部24の吊り下げ方向(ロープ22の延在方向)において検査部24をより確実に目標位置に移動させることができる。あるいは、制御部によって、モータ40によりブレード検査装置100に作用させる動力が検査部24の目標位置までの距離に対応するようにモータ40を制御することで、検査部24の吊り下げ方向(ロープ22の延在方向)に直交する方向において検査部24をより確実に目標位置に移動させることができる。
また、負圧発生部30によってブレード2の表面とブレード検査装置100との間に発生させる負圧が小さすぎると、ブレード検査装置100の自重等によりブレード検査装置100をブレード2の表面に固定することができず、例えば突風等の外的要因により、ブレード検査装置100が目標位置とは異なる意図しない位置にずれる場合がある。また、負圧発生部30によってブレード2の表面とブレード検査装置100との間に発生させる負圧が大きすぎると、ロープ22からブレード検査装置100に作用する張力や、モータ40から駆動ローラ42を介してブレード検査装置100に作用する駆動力が、上述の負圧による抗力に打ち勝つことができず、ブレード検査装置100をブレード2の表面に張り付かせたまま適切に移動させることが難しくなる場合がある。そこで、制御部によって、ウィンチ26又はモータ40によってブレード検査装置100を移動させるために適した負圧を発生させるように負圧発生部30の出力を制御することで、検査部24をより適切に移動させることができる。
For example, the control unit controls the
If the negative pressure generated by the
制御部は、検査部24による検査結果を監視して、該検査結果が所定の条件を満たす時にアラーム等を通知するように構成されていてもよい。例えば、制御部は、検査部24により所定値以上の大きさを有する損傷(例えば落雷により生じた穴)が検出されたときに、アラームを通知するようになっていてもよい。
また、制御部は記憶部を有するとともに、該記憶部に検査部24による検査結果を記録し、記録された検査結果に基づいて検査を行うように、ウィンチ26又は負圧発生部30の少なくとも一方を制御して検査部24(例えばカメラ46)を目標位置に移動させるように構成されていてもよい。
The control unit may be configured to monitor an inspection result by the
Further, the control unit has a storage unit, and records the inspection result by the
次に、一実施形態に係るブレード検査方法について説明する。
図7は、一実施形態に係るブレード検査方法のフローチャートである。図7に沿って、上述した実施形態に係るブレード検査装置100(図1〜図6参照)を用いたブレード検査方法の概要を説明する。まず、ロープ22を用いて、風力発電装置1(風車)の構造物であるハブ3から検査部24を吊り下げる(S10)。次に、ロープ22の巻取り量/繰出し量をウィンチ26で調節して、検査部24を昇降させる(S20)。次に、ブレード2の表面とブレード検査装置100との間に負圧を発生させる(S30)。そして、検査部24の位置を調整し(S40)、S30で発生させた負圧によりブレード2の表面にブレード検査装置100が仮固定された状態で、検査部24によりブレード2を検査する(S50)。
Next, a blade inspection method according to an embodiment will be described.
FIG. 7 is a flowchart of a blade inspection method according to an embodiment. An outline of a blade inspection method using the blade inspection apparatus 100 (see FIGS. 1 to 6) according to the above-described embodiment will be described with reference to FIG. First, the
図8及び図9は、一実施形態に係るブレード検査方法において、風車の構造物(ハブ3)から検査部24を含むブレード検査装置100を吊り下げる手順を示す図である。
FIGS. 8 and 9 are diagrams illustrating a procedure for suspending the
ハブ3からブレード検査装置100を吊り下げる際には、まず、図8に示すように、ハブ3に取り付けられたフック23に引揚げ用ロープ102の一端側を固定するとともに、フック106に突風対応ロープ104の一端側を固定する。
また、地上にて(又は洋上にて)、引揚げ用ロープ102の他端側と、ブレード検査装置100のウィンチ26(図2参照)に接続されたロープ22の一端側とを接続するとともに、突風対応ロープ104の他端側をブレード検査装置100に固定する。例えば図3〜図4に示すブレード検査装置100の場合、突風対応ロープ104の他端側は、キャリア28(フレーム)に設けられたロープ取付部44に固定するようにしてもよい。突風対応ロープ104の他端側は、ブレード検査装置100(キャリア28)に取り付けられた状態においてループLを形成するようになっている。
そして、ハブ3側から引揚げ用ロープ102を引き上げることによってロープ22をハブ3まで引き上げて、ロープ22の上端部をハブ3のフック23に固定する(図9参照)。
When the
Further, on the ground (or offshore), the other end side of the lifting
Then, the
次に、図9に示すように、突風対応ロープ104の下端部(ブレード検査装置100に固定された側)のループLの部分にタグロープ105を取り付けて、ループLがブレード2を囲うようにタグロープ105に加える力を作業者H1,H2等により調節しながら、
ロープ22をブレード検査装置100のウィンチ26で巻き取りながらブレード検査装置100を吊り上げる。
そして、ブレード2の近傍にブレード検査装置100が吊り上げられたら、負圧発生部30を作動させて負圧を発生させ、この負圧によりブレード検査装置100をブレード2の表面に張り付かせる(S30)。
Next, as shown in FIG. 9, the
The
When the
S40では、例えば、ウィンチ26の巻取り量/繰出し量を調節することでキャリア28及び検査部24の吊り下げ方向における位置を調節し、及び/又はモータ40の出力を調節することでキャリア28及び検査部24の吊り下げ方向に直交する方向における位置を調節する。S40では、キャリア28に設けられたロボットアーム48を操作することで、ロボットアーム48の先端側に取り付けられた検査部24(カメラ等)の位置を調節してもよい。
In S40, for example, the position of the
S50では、S30で負圧発生部30により発生させた負圧によりブレード2の表面にブレード検査装置100が仮固定された状態で、検査部24によりブレード2を検査する。すなわち、S50では、ブレード検査装置100(キャリア28)のブレード面上での位置が、例えば突風や自重によってずれないように、ブレード検査装置100(キャリア28)を負圧発生部30により発生させた負圧によって一時的にブレード2の表面の特定の位置に固定する。そしてこの状態で検査部24を用いてブレード2の検査を行う。
In S50, the
一実施形態では、検査部24によりブレード2を検査するステップ(S50)は、検査対象のブレード2のピッチ角がフェザー側にある状態で行う。このため、検査部24によりブレード2を検査するステップ(S50)の前に、ブレード2のピッチ角をフェザー側に位置させるステップを行ってもよい。例えば、このブレード2のピッチ角をフェザー側に位置させるステップは、ロープ22を用いて風力発電装置1(風車)のハブ3から検査部24を吊り下げるステップ(S10)の前に行ってもよい。
In one embodiment, the step (S50) of inspecting the
一実施形態では、検査部24によりブレード2を検査するステップ(S50)において、
例えば図4に示すように、ブレード検査装置100の重心Gが、ロープ22の張力がウィンチ26に作用する作用点Tをはさんでブレード2の表面と反対側に位置する状態でブレード2の検査を行うようにしてもよい。
この場合、ブレード検査装置100の自重により、ブレード検査装置100がブレード2の表面に押し付けられる姿勢にてブレード2の検査が行われる。よって、ブレード検査装置100がブレード2の表面からより離脱しにくくなり、より安定した状態でブレード2の検査を行うことができる。
In one embodiment, in the step (S50) of inspecting the
For example, as shown in FIG. 4, the
In this case, the
図10〜図13は、それぞれ、一実施形態に係るブレード検査方法において、検査を行うステップにおけるブレードのアジマス角を説明するための図であり、風車停止時においてブレードのピッチ角がフェザー側に位置した状態を示す図である。なお、図11〜図13では、タワー15及びナセル13の図示を省略している。
10 to 13 are diagrams for explaining the blade azimuth angle in the inspection step in the blade inspection method according to the embodiment, and the pitch angle of the blade is positioned on the feather side when the windmill is stopped. It is a figure which shows the state which carried out. In addition, in FIGS. 11-13, illustration of the
ブレード2のアジマス角とは、図10に示すように、ブレード2の回転面において、所定の基準とブレード2の軸線とのなす角をいい、本明細書においては、ブレード2がハブ3の最上部に位置したときを基準とする。この場合、ブレード2が風車(風力発電装置1)のハブ3の最上部に位置したときのアジマス角は0°であり、ハブ3の最下部に位置したときのアジマス角は180°である。図10では、検査対象のブレード200はハブの最下部に位置しており、該検査対象のブレード200のアジマス角は180°である。
As shown in FIG. 10, the azimuth angle of the
一実施形態では、検査部24によりブレード2を検査するステップ(S50)において、検査対象のブレード2はハブ3の最下部付近にあるとき(即ち、ブレード2のアジマス角が180°付近であるとき)に、検査部24によりブレード2を検査する。
ブレード2のアジマス角が180°付近であるときには、ブレード2の圧力面Pと負圧面Sの両方が鉛直方向に略平行な面となるため、ブレード検査装置100を圧力面Pと負圧面Sのいずれの面に適用した場合であっても、ブレード検査装置100がブレード2の表面から離脱しにくい。よって、ブレード2のアジマス角が180°付近であれば、ブレード2の圧力面Pと負圧面Sの両方について適切にブレード2の検査を行うことができる。
In one embodiment, in the step of inspecting the
When the azimuth angle of the
一実施形態では、検査部24によりブレード2を検査するステップ(S50)の前に、ブレード2のピッチ角がフェザー側にある状態で、ブレード検査装置100の重心G(図4参照)が、ロープ22の張力がウィンチ26に作用する作用点T(図4参照)をはさんでブレード2の表面と反対側に位置するようにブレード2のアジマス角を調節するステップをさらに備える。そして、検査部24によりブレード2を検査するステップ(S50)では、ブレード2のピッチ角がフェザー側にあり、且つ、ブレード2のアジマス角が調節された状態でブレード2の検査を行う。
In one embodiment, before the step (S50) of inspecting the
ブレード2のピッチ制御が可能な風車では、通常、運転停止時において、ブレードのピッチ角がフェザー側にある。このため、上述のようにブレード2のアジマス角を調節することで、ロープ22の張力の作用点Tのブレード検査装置100の重心Gに対する相対的位置関係を調整することができる。こうして、ブレード2のアジマス角調節により、ロープ22の張力の作用点Tを挟んでブレード2の表面とは反対側にブレード検査装置100の重心Gが位置するようにすれば、ブレード検査装置100の自重を利用して、ブレード検査装置100がブレード上に押し付けられる姿勢にてブレードの検査を行うことができる。よって、ブレード検査装置100がブレード2の表面からより離脱しにくくなり、より安定した状態でブレード2の検査を行うことができる。
In a windmill capable of controlling the pitch of the
なお、風車のブレードには、タワーとの接触リスクを低減する観点から、例えば図10に示すように、ブレード2の先端側6が風上側(ブレード2の圧力面P側)に向かって湾曲した形状(いわゆるプリベンド形状)を有するものがある。上述の方法によれば、このようなプリベンド形状のブレード2であっても、検査対象がブレード2の圧力面Pであるか負圧面Sであるかに応じてブレード2のアジマス角を調節することにより、ブレード検査装置100の自重を利用して、ブレード検査装置100をブレード2の表面に押し付けることができる。
From the viewpoint of reducing the risk of contact with the tower, the
ブレード2が上述のようなプリベンド形状を有する場合において、ブレード検査装置100を用いてブレード2の圧力面P側(腹面側)の検査をするときには、図11に示すように、アジマス角を(180+α)°とした状態で(即ち、ブレード2がハブ3の最下部よりもブレード2が湾曲する方向にずれて位置する状態で)検査部24によりブレード2を検査してもよい。
このように、アジマス角を(180+α)°とした状態にすることで、ブレード2の長さ方向において、比較的ハブ3に近い側(翼根側)においてブレード検査装置100の自重をブレード2の圧力面P側の表面に作用させやすくなり、より安定し他状態でブレード2の検査を行うことができる。また、アジマス角を(180+α)°とした状態にすることで、ブレード2の先端側6においても、ブレード検査装置100の自重を利用して、ブレード検査装置100をブレード2の圧力面P側の表面に押し付けることができ、安定した状態でブレード2の検査を行うことができる。
When the
In this way, by setting the azimuth angle to (180 + α) °, the
一方、ブレード2が上述のようなプリベンド形状を有する場合において、ブレード検査装置100を用いてブレード2の負圧面S側(背面側)の検査をするときには、図12に示すように、アジマス角を(180−β)°とした状態で(即ち、ブレード2がハブ3の最下部よりもブレード2が湾曲する方向と反対方向にずれて位置する状態で)検査部24によりブレード2を検査してもよい。
このように、アジマス角を(180−β)°とした状態にすることで、ブレード2の長さ方向において、比較的ハブ3に近い側(翼根側)においてブレード検査装置100の自重をブレード2の負圧面S側の表面に作用させやすくなり、より安定し他状態でブレード2の検査を行うことができる。
On the other hand, when the
In this way, by setting the azimuth angle to (180−β) °, the
また、ブレード2が上述のようなプリベンド形状を有する場合、ブレード2の先端側6においてのブレード2の負圧面S側(背面側)が凸面になっているため、ブレード2がハブ3の下側に位置するときには、ブレード2の負圧面Sは先端側6においてほぼ下側を向く形となる。
そこで、ブレード2が上述のようなプリベンド形状を有する場合において、ブレード検査装置100を用いてブレード2の先端側6において負圧面S側(背面側)の検査をするときには、図13に示すように、アジマス角を(180−γ)°(但しγ>β)とした状態で(即ち、ブレード2がハブ3の最下部よりもブレード2が湾曲する方向と反対方向により大きくずれて位置する状態で)検査部24によりブレード2を検査してもよい。
このように、アジマス角を(180−β)°とした状態にすることで、ブレード2の先端側6においても、ブレード検査装置100の自重を利用して、ブレード検査装置100をブレード2の圧力面P側の表面に押し付けることができ、安定した状態でブレード2の検査を行うことができる。
Further, when the
Therefore, when the
In this way, by setting the azimuth angle to (180−β) °, the
なお、上述のようにブレード2のアジマス角を調節する場合、アジマス角を180°から増減させる角度α、β及びγは、ブレード2のプリベンド形状に応じて適切に決定してもよい。
When the azimuth angle of the
風車(風力発電装置1)の停止時におけるブレード2のアジマス角の調節は、例えば、風の力に頼らずにロータ5を回転させることができるターニング装置(不図示)によって行うことができる。一実施形態では、ターニング装置は、メインシャフト7又はこれと共に回転する部材に一端がヒンジを介して連結され、ナセル13に他端がヒンジを介して連結された駆動シリンダ(油圧シリンダ、空圧シリンダ、電動シリンダ等のアクチュエータ)を含む。この場合、駆動シリンダを伸縮させることで、メインシャフト7を回動させることができる。
あるいは、風力発電装置1において、メインシャフト7のトルクを発電機12に伝達するためのドライブトレイン8として油圧ポンプ及び油圧モータを含む油圧トランスミッションを用いている場合、風車(風力発電装置1)の停止時におけるブレード2のアジマス角の調節は、ブレード2のピッチ角及び/又は油圧ポンプ及び油圧モータを適切に制御してトルクを調節することによって行ってもよい。
The adjustment of the azimuth angle of the
Alternatively, in the wind turbine generator 1, when a hydraulic transmission including a hydraulic pump and a hydraulic motor is used as the
一実施形態では、検査部24によりブレード2を検査するステップ(S50)での検査結果に基づいてブレード2を補修するステップをさらに備えてもよい。
検査ステップ(S50)での検査結果に基づいてブレードを補修するための補修ステップをさらに行うことで、ブレード検査装置100によってブレード2の検査だけでなく、ブレード2の補修も行うことができる。
In one embodiment, the
By further performing a repair step for repairing the blade based on the inspection result in the inspection step (S50), not only the
一実施形態では、ブレード2に設定された基準点に対する、検査するステップ(S50)でのブレード2の表面上の検査点の相対位置を計測するステップをさらに備える。
ブレード2に設定された基準点に対する、検査部24によるブレード2の表面上の検査点の相対位置を計測することで、ブレード2の表面上の位置座標と関連づけて検査結果を取得することができる。
In one embodiment, the method further includes the step of measuring the relative position of the inspection point on the surface of the
By measuring the relative position of the inspection point on the surface of the
一実施形態では、検査部24によりブレード2を検査するステップ(S50)の前に、検査部24を目標位置に移動させるようにウィンチ26又は負圧発生部30の少なくとも一方を制御するステップをさらに備える。
このようにウィンチ26又は負圧発生部30の少なくとも一方を制御することで、検査部24をより確実に目標位置に移動させることができる。
In one embodiment, before the step (S50) of inspecting the
Thus, by controlling at least one of the
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。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to embodiment mentioned above, The form which added the deformation | transformation to embodiment mentioned above and the form which combined these forms suitably are included.
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。
In this specification, an expression representing a relative or absolute arrangement such as “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial”. Represents not only such an arrangement strictly but also a state of relative displacement with tolerance or an angle or a distance to obtain the same function.
For example, an expression indicating that things such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” are in an equal state not only represents an exactly equal state, but also has a tolerance or a difference that can provide the same function. It also represents the existing state.
In this specification, expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes not only represent shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes in a strict geometric sense, but also within a range where the same effects can be obtained. In addition, a shape including an uneven portion or a chamfered portion is also expressed.
In this specification, the expression “comprising”, “including”, or “having” one constituent element is not an exclusive expression for excluding the existence of another constituent element.
1 風力発電装置
2 ブレード
3 ハブ
4 スピナ
5 ロータ
6 先端側
7 メインシャフト
8 ドライブトレイン
12 発電機
13 ナセル
15 タワー
22 ロープ
23,106 フック
24 検査部
26 ウィンチ
27 取付け板
28 キャリア
30 負圧発生部
32 吸引カップ
33 ダクト
34 吸引部
35 ファン
36 シール部
37 ゴムシール
38 姿勢保持ローラ
40 モータ
41,41A,41B 移動部
42 駆動ローラ
44 ロープ取付部
46 カメラ
48 ロボットアーム
52 吸引筒
53 チューブ
54 吸引ポンプ
56 ブーツ
100 ブレード検査装置
102 引揚げ用ロープ
104 突風対応ロープ
105 タグロープ
G 重心
L ループ
P 圧力面
S 負圧面
T 作用点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (16)
前記ブレードを検査するための検査部と、
前記検査部を前記風車の構造物から吊り下げるための2本のロープと、
前記ロープの巻取り量/繰出し量を調節することで前記検査部を昇降可能に構成されたウィンチと、
前記ブレードの表面と前記ブレード検査装置の少なくとも一部との間に負圧を発生させるための負圧発生部と、
前記検査部、前記ウィンチ及び前記負圧発生部が搭載されるキャリアと、
を備え、
前記2本のロープは、前記風車のロータのハブにおいて前後方向に異なる位置に設けられた2つのフックをそれぞれ介して前記ハブに固定される一端と、前記キャリアに搭載された前記ウィンチに接続される他端と、を含む
ことを特徴とするブレード検査装置。 A blade inspection device for inspecting a blade of a windmill,
An inspection unit for inspecting the blade;
Two ropes for suspending the inspection section from the structure of the windmill;
A winch configured to be able to move up and down the inspection unit by adjusting the winding amount / feeding amount of the rope;
A negative pressure generator for generating a negative pressure between the surface of the blade and at least a part of the blade inspection device;
A carrier on which the inspection unit, the winch and the negative pressure generating unit are mounted;
Equipped with a,
The two ropes are connected to one end fixed to the hub via two hooks provided at different positions in the front-rear direction in the hub of the wind turbine rotor, and to the winch mounted on the carrier. A blade inspection device , comprising: the other end .
前記ロボットアームは、先端側に前記検査部が取り付けられており、前記検査部を移動可能に構成されたことを特徴とする請求項4又は5に記載のブレード検査装置。 The moving unit includes a robot arm attached to the carrier,
The blade inspection apparatus according to claim 4 or 5, wherein the robot arm is configured such that the inspection unit is attached to a distal end side and the inspection unit is movable.
吸引カップと、
前記吸引カップと前記ブレードの表面とによって囲まれる空間を負圧にするための吸引部と、
前記吸引カップと前記ブレードの表面との間に設けられるシール部と、
を含む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ブレード検査装置。 The negative pressure generator is
A suction cup,
A suction part for creating a negative pressure in a space surrounded by the suction cup and the surface of the blade;
A seal provided between the suction cup and the surface of the blade;
The blade inspection apparatus according to claim 1, wherein the blade inspection apparatus includes:
前記吸引部は、前記ダクトと前記ブレードの表面とによって囲まれる空間を負圧にするためのファンを含むことを特徴とする請求項7に記載のブレード検査装置。 The suction cup includes a duct extending along a substantially normal direction with respect to a surface of the blade;
The blade inspection apparatus according to claim 7, wherein the suction unit includes a fan for making a space surrounded by the duct and the surface of the blade negative pressure.
ことを特徴とする請求項1乃至11の何れか一項に記載のブレード検査装置。The blade inspection device according to claim 1, wherein the blade inspection device is a blade inspection device.
前記ブレード検査装置は、
前記検査部を前記風車の構造物から吊り下げるための2本のロープと、
前記ロープの巻取り量/繰出し量を調節可能なウィンチと、
前記検査部及び前記ウィンチが搭載されるキャリアと、
を含み、
前記2本のロープの一端を、前記風車のロータのハブにおいて前後方向に異なる位置に設けられた2つのフックをそれぞれ介して前記ハブに固定し、前記2本のロープの他端を、前記キャリアに搭載された前記ウィンチに接続するステップと、
ロープを用いて前記風車の構造物から前記検査部を吊り下げるステップと、
前記ロープの巻取り量/繰出し量をウィンチで調節し、前記検査部を昇降させるステップと、
前記ブレードの表面と前記ブレード検査装置との間に負圧を発生させるステップと、
前記負圧により前記ブレードの表面に前記ブレード検査装置が仮固定された状態で、前記検査部により前記ブレードを検査するステップと、
を備えることを特徴とするブレード検査方法。 A method for inspecting a blade of a windmill using a blade inspection device having an inspection unit for inspecting a windmill blade,
The blade inspection device
Two ropes for suspending the inspection section from the structure of the windmill;
A winch capable of adjusting the winding amount / feeding amount of the rope;
A carrier on which the inspection unit and the winch are mounted;
Including
One end of the two ropes is fixed to the hub via two hooks provided at different positions in the front-rear direction in the hub of the wind turbine rotor, and the other end of the two ropes is connected to the carrier Connecting to the winch mounted on the vehicle;
Suspending the inspection unit from the wind turbine structure using a rope;
Adjusting the winding amount / feeding amount of the rope with a winch, and raising and lowering the inspection unit;
Generating a negative pressure between the blade surface and the blade inspection device;
Inspecting the blade by the inspection unit in a state where the blade inspection device is temporarily fixed to the surface of the blade by the negative pressure;
A blade inspection method comprising:
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