JP6378250B2 - 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

Description

本開示は、風力発電装置用の吊り荷昇降装置及び吊り荷昇降方法に関する。

風力発電装置のメンテナンス等の際に、風力発電装置のタワーの上部や、タワー上方に設けられたナセル又はハブ等から風力発電装置の部品等を吊った状態で、該部品等を昇降させることがある。このような高所から吊った状態で部品などの吊り荷を昇降させる場合、風等の影響を受けて吊り荷が揺動することがある。吊り荷が揺動すると、吊り荷がタワーに衝突して、吊り荷又はタワーの破損が生じる可能性がある。

特許文献１には、このような吊り荷の揺動を抑制するために揺動規制装置を用いることが記載されている。この揺動規制装置は、吊り荷とタワーとの間に配置されるフレームを有する。該フレームは、タワーの外周面に取付けられたガイドレールに係合部を介して係合されているとともに、フレームにはウィンチが取り付けられており、該ウィンチによるワイヤ巻取り量を調節することにより、フレームの上下方向位置を調節できるようになっている。そして、高所から吊られた吊り荷をフレームで囲い、昇降装置により昇降される吊り荷の動きに合わせて、ガイドレールに沿ってフレームが上下方向に移動するようになっている。

特開２０１４−２０８９８９号公報

特許文献１に記載の揺動規制装置によれば、吊り荷は、吊り荷とタワーとの間に配置されるフレームで囲われるとともに、該フレームのタワーに沿った動きに合わせて昇降されるので、風などによる吊り荷の揺動を抑制することができる。
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。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、吊り荷を昇降させる際の吊り荷の揺動を抑制可能な風力発電装置用の吊り荷昇降装置及び吊り荷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力発電装置用の吊り荷昇降装置は、
前記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に接続される複数のガイドワイヤと、を備え、
前記複数のガイドワイヤは、平面視にて、前記風力発電装置のタワーの中心と前記吊り荷の中心とを結ぶ直線に対して両側において、前記直線に対して斜めにそれぞれ延在する２本のガイドワイヤを含み、
前記２本のガイドワイヤは、それぞれ、前記タワーから離れる方向の張力を前記吊り荷に与えるように構成される。

上記（１）の構成では、昇降機構に吊り下げられた吊り荷は、該吊り荷に接続され、平面視にてタワーの中心と吊り荷の中心とを結ぶ直線の両側において該直線に対して斜めに延在する２本のガイドワイヤによって、タワーから離れる方向の張力を付与される。これにより、吊り荷のタワーに向かう方向への動きが規制されるため、吊り荷の水平方向における揺動を抑制することができる。よって、上記（１）の構成によれば、２本のガイドワイヤを含む簡素な構成で吊り荷を昇降させる際の吊り荷の揺動を抑制することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記風力発電装置は、平面視における仮想三角形の頂点に位置する３本のコラムを含む浮体によって洋上に支持されており、
前記３本のコラムのうち一のコラムに前記風力発電装置の前記タワーが立設されており、
前記２本のガイドワイヤは、一端側において前記吊り荷への接続端に接続されており、他端側において、前記浮体の前記３本のコラムのうち前記一のコラム以外の２本のコラムにそれぞれ固定されている。

上記（２）の構成によれば、洋上において風力発電装置が立設される浮体を構成するコラムを利用して、２本のガイドワイヤを設置することができる。これにより、浮体が揺動しやすい浮体式風力発電装置において、簡素な構成で吊り荷を昇降させる際の吊り荷の揺動を抑制することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記昇降機構は、
前記吊り荷を吊り下げるためのメインワイヤと、
前記メインワイヤを巻き取るためのウィンチと、
を含む。

上記（３）の構成によれば、ウィンチによるメインワイヤの巻取り量を調節することにより、簡素な構成で吊り荷を昇降させることができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、
前記吊り荷の前記タワーからの距離を所定値以内に規制するための少なくとも一本の規制ワイヤをさらに備える。

上記（４）の構成によれば、吊り荷のタワーからの最大距離が規制ワイヤにより規制されるので、例えばガイドワイヤによる張力が過剰に大きくなってしまった場合であっても、吊り荷が所定の距離を超えてタワーから離れない。よって、吊り荷をタワーに沿わせて効率的に昇降させることができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記少なくとも一本の規制ワイヤは、
前記吊り荷に接続されるとともに、前記タワーを取り巻くように設けられる第１規制ワイヤを含む。

上記（５）の構成によれば、吊り荷に接続されるとともにタワーを取り巻くように設けられた第１規制ワイヤを用いた簡素な構成で、前記吊り荷の前記タワーからの最大距離を規制し、吊り荷のタワーからの距離を所定値以内に規制することができる。これにより、吊り荷をタワーに沿わせて効率的に昇降させることができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（４）又は（５）の構成において、
前記少なくとも一本の規制ワイヤは、
前記タワーの下部に一端が固定され、前記２本のガイドワイヤとは逆に前記タワーに向かう方向の張力を前記吊り荷に与えるように構成された第２規制ワイヤを含む。

上記（６）の構成によれば、タワーの下部に一端が固定された第２規制ワイヤを用いた構成により、２本のガイドワイヤとは逆にタワーに向かう方向の張力を吊り荷に与えることができる。これにより、吊り荷のタワーからの距離を所定値以内に規制することができ（すなわち、吊り荷のタワーからの最大距離を規制することができ）、吊り荷をタワーに沿わせて効率的に昇降させることができる。

（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、
前記吊り荷と前記タワーとの間に位置する少なくとも一つの弾性部材をさらに備える。

上記（７）の構成によれば、
弾性部材の変形に基づく弾性力により、風等に起因する吊り荷の揺れを吸収したり、吊り荷とタワーとが衝突する際の衝撃を緩衝したりすることができる。また、上記（７）の構成によれば、吊り荷とタワーとの間に弾性部材が位置するので、吊り荷は、タワーからある程度離れて位置することとなる。よって、例えば昇降機構がメインワイヤ及びウィンチを含む構成の場合、メインワイヤの鉛直方向に対する傾き角度に応じた張力の水平方向成分が得られやすくなり、これにより、吊り荷に対して該吊り荷をタワーに押し付ける力を作用させることができる。よって、吊り荷の揺動を効果的に抑制することができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、
前記少なくとも一つの弾性部材は、
前記吊り荷が搭載される台車に設けられ、前記タワーの外周面上を走行するための１以上のタイヤを含む。

上記（８）の構成によれば、タイヤを用いた簡素な構成により、風等に起因する吊り荷の揺れを吸収したり、吊り荷とタワーとが衝突する際の衝撃を緩衝したりすることができる。また、例えば昇降機構がメインワイヤ及びウィンチを含む構成の場合、メインワイヤの鉛直方向に対する傾き角度に応じた張力の水平方向成分が得られやすくなるため吊り荷に対して該吊り荷をタワーに押し付ける力を作用させることができる。よって、吊り荷の揺動を効果的に抑制することができる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（７）又は（８）の構成において、
前記少なくとも一つの弾性部材は、
平面視において前記直線を挟んで両側にそれぞれ設けられる一対の第１弾性部材
を含む。

上記（９）の構成によれば、タワーの中心と前記吊り荷の中心とを結ぶ直線を挟んで両側に一対の第１弾性部材が設けられるので、より安定的に、風等に起因する吊り荷の揺れを吸収したり、吊り荷とタワーとが衝突する際の衝撃を緩衝したりすることができる。また、例えば昇降機構がメインワイヤ及びウィンチを含む構成の場合、メインワイヤの鉛直方向に対する傾き角度に応じた張力の水平方向成分がより安定的に得られるため吊り荷に対して該吊り荷をタワーに押し付ける力をより安定的に作用させることができる。よって、吊り荷の揺動を効果的に抑制することができる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（７）乃至（９）の何れかの構成において、
各々の前記弾性部材は、前記吊り荷から前記タワーの前記中心に向かう方向の圧縮力を受けるように配置される。

上記（１０）の構成によれば、各々の弾性部材は、吊り荷からタワーの中心に向かう方向の圧縮力を受けるので、効率的に、風等に起因する吊り荷の揺れを吸収したり、吊り荷とタワーとが衝突する際の衝撃を緩衝したりすることができる。また、例えば昇降機構がメインワイヤ及びウィンチを含む構成の場合、メインワイヤの鉛直方向に対する傾き角度に応じた張力の水平方向成分が効率的に得られるため吊り荷に対して該吊り荷をタワーに押し付ける力を効率的に作用させることができる。よって、吊り荷の揺動を効果的に抑制することができる。

（１１）幾つかの実施形態では、上記（７）乃至（１０）の何れかの構成において、
前記少なくとも一つの弾性部材は、
前記吊り荷の上下方向中央位置を挟んで両側にそれぞれ設けられる一対の第２弾性部材を含む。

上記（１１）の構成によれば、吊り荷の上下方向中央位置を挟んで両側に一対の第２弾性部材が設けられるので、より安定的に、風等に起因する吊り荷の揺れを吸収したり、吊り荷とタワーとが衝突する際の衝撃を緩衝したりすることができる。また、例えば昇降機構がメインワイヤ及びウィンチを含む構成の場合、メインワイヤの鉛直方向に対する傾き角度に応じた張力の水平方向成分がより安定的に得られるため吊り荷に対して該吊り荷をタワーに押し付ける力をより安定的に作用させることができる。よって、吊り荷の揺動を効果的に抑制することができる。

（１２）本発明の少なくとも一実施形態に係る風力発電装置用の吊り荷昇降方法は、
昇降機構に吊り荷を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に複数のガイドワイヤを接続するガイドワイヤ接続ステップと、
前記複数のガイドワイヤが接続された前記吊り荷を前記昇降機構によって昇降させる昇降ステップと、を備え、
前記複数のガイドワイヤは、平面視にて、前記風力発電装置のタワーの中心と前記吊り荷の中心とを結ぶ直線に対して両側において、前記直線に対して斜めにそれぞれ延在する２本のガイドワイヤを含み、
前記昇降ステップでは、前記２本のガイドワイヤによって、それぞれ、前記タワーから離れる方向の張力を前記吊り荷に与えながら、前記吊り荷を昇降させる。

上記（１２）の方法では、昇降機構に吊り下げられた吊り荷は、該吊り荷に接続され、平面視にてタワーの中心と吊り荷の中心とを結ぶ直線の両側において該直線に対して斜めに延在する２本のガイドワイヤによって、タワーから離れる方向の張力を付与される。これにより、吊り荷のタワーに向かう方向への動きが規制されるため、吊り荷の水平方向における揺動を抑制することができる。よって、上記（１２）の方法によれば、２本のガイドワイヤを含む簡素な構成で吊り荷を昇降させる際の吊り荷の揺動を抑制することができる。

（１３）幾つかの実施形態では、上記（１２）の方法において、
前記風力発電装置は、平面視における仮想三角形の頂点に位置する３本のコラムを含む浮体によって洋上に支持されており、
前記３本のコラムのうち一のコラムに前記風力発電装置の前記タワーが立設されており、
前記２本のガイドワイヤは、一端側において前記吊り荷に接続されており、他端側において、前記浮体の前記３本のコラムのうち前記一のコラム以外の２本のコラムにそれぞれ固定されている。

上記（１３）の方法によれば、洋上において風力発電装置が立設される浮体を構成するコラムを利用して、２本のガイドワイヤを設置することができる。これにより、浮体が揺動しやすい浮体式風力発電装置において、簡素な構成で吊り荷を昇降させる際の吊り荷の揺動を抑制することができる。

（１４）幾つかの実施形態では、上記（１２）又は（１３）の方法は、
前記吊り荷に少なくとも一本の規制ワイヤを接続する規制ワイヤ接続ステップをさらに備え、
前記昇降ステップでは、前記少なくとも一本の規制ワイヤによって前記吊り荷の前記タワーからの距離を所定値以内に規制しながら、前記吊り荷を昇降させる。

上記（１４）の方法によれば、吊り荷のタワーからの最大距離が規制ワイヤにより規制されるので、例えばガイドワイヤによる張力が過剰に大きくなってしまった場合であっても、吊り荷が所定の距離を超えてタワーから離れない。よって、吊り荷をタワーに沿わせて効率的に昇降させることができる。

（１５）幾つかの実施形態では、上記（１２）乃至（１４）の何れかの方法において、
前記昇降ステップでは、少なくとも一つの弾性部材を介して前記吊り荷を前記タワーの外周面に押し付けた状態で、前記吊り荷を昇降させる。

上記（１５）の方法によれば、弾性部材の変形に基づく弾性力により、風等に起因する吊り荷の揺れを吸収したり、吊り荷とタワーとが衝突とする際の衝撃を緩衝したりすることができる。また、上記（１５）の方法によれば、吊り荷とタワーとの間に弾性部材が位置するので、吊り荷は、タワーからある程度離れて位置することとなる。よって、例えば昇降機構がメインワイヤ及びウィンチを含む構成の場合、メインワイヤの鉛直方向に対する傾き角度に応じた張力の水平方向成分が得られやすくなり、これにより、吊り荷に対して該吊り荷をタワーに押し付ける力を作用させることができる。よって、吊り荷の揺動を効果的に抑制することができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、吊り荷を昇降させる際の吊り荷の揺動を抑制可能な風力発電装置用の吊り荷昇降装置及び吊り荷昇降方法が提供される。

一実施形態に係る吊り荷昇降装置が適用された浮体式風力発電装置の構成例を示す斜視図である。 一実施形態に係る吊り荷昇降装置が適用された風力発電装置を側面から視た概略構成図である。 一実施形態に係る吊り荷昇降装置が適用された風力発電装置を平面視した概略構成図である。 一実施形態に係る吊り荷昇降装置が適用された風力発電装置を側面から視た概略構成図である。 一実施形態に係る吊り荷昇降装置が適用された風力発電装置を側面から視た概略構成図である。 図５に示す吊り荷昇降装置の平面図を、風力発電装置の横断面図とともに示す図である。 上述した吊り荷昇降装置を用いた吊り荷昇降方法の一例を説明するための図である。

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。

まず、図１及び図２を参照して、幾つかの実施形態に係る吊り荷昇降装置が適用される風力発電装置の構成例について説明する。図１は、一実施形態に係る吊り荷昇降装置が適用された浮体式風力発電装置の構成例を示す斜視図であり、図２は、一実施形態に係る吊り荷昇降装置が適用された風力発電装置を側面から視た概略構成図である。
なお、以下の説明では、風力発電装置の一例として浮体式風力発電装置について述べるが、幾つかの実施形態に係る吊り荷昇降装置は陸上に設置される風力発電装置にも適用できる。

図１及び図２に示す風力発電装置１は、水面に浮かぶ浮体２と、浮体２上に立設されたタワー４と、タワー４の上部に支持されたナセル６と、ナセル６に回転自在に取り付けられたハブ８と、ハブ８に対して放射状に取り付けられたブレード１０とを有している。

ナセル６はタワー４に対してヨー旋回可能であってもよく、典型的なアップウィンド風車の場合、風向きに応じてブレード１０が風上側へ配向されるようにナセル６が旋回するようになっている。そして、風を受けたブレード１０及びハブ８が回転することで、発電機によって発電が行われる。ナセル６内の具体的な構成例については後述する。

一実施形態において、浮体２は、平面視において仮想三角形の頂点位置に配置された柱状の３つのコラム２１，２２，２３を有する。また、浮体２は、第１コラム２１及び第２コラム２２を接続する長尺状の第１ロワーハル２５と、第１コラム２１及び第３コラム２３を接続する長尺状の第２ロワーハル２６とを有する。そして、これら３つのコラム２１，２２，２３と２つのロワーハル２５，２６とによって、平面視において浮体２は略Ｖ字状に形成されている。そして、平面視略Ｖ字状の真ん中に位置する第１コラム２１の上面にはプラットホーム２８が設けられ、プラットホーム２８上に、上述した風力発電装置１が設置されている。

第１ロワーハル２５と第２ロワーハル２６とは直角に交わっていてもよく、また、第１ロワーハル２５と第２ロワーハル２６との交角の二等分線に対して左右対称をなす仮想直角二等辺三角形の頂点位置に、上述した３つのコラム２１，２２，２３が配置されていてもよい。さらに、特に図示しないが、第２コラム２２と第３コラム２３とを接続する第３のロワーハルを更に有してもよい。さらにまた、第１ロワーハル２５と第２ロワーハル２６とが、補強用の梁部材によって連結されていてもよい。
なお、上記実施形態では、第１コラム２１及び第２コラム２２、第１コラム２１及び第３コラム２３をそれぞれ接続する連結部としてロワーハル２５，２６を例示したが、連結部はこれに限定されるものではない。

また、図１に示すように、浮体２は、その上面にタワー４が設置される第１コラム２１が主風向Ｗに対して風上側に位置するように配置されてもよい。その場合、第２コラム２２及び第３コラム２３は、第１コラム２１よりも主風向Ｗの風下側に位置するように配置される。このように、タワー４が設置されている第１コラム２１を主風向Ｗの風上側に位置するように配置することで、風荷重を受けて背面側に傾倒しようとするタワー４の安定性を高めることが出来る。

図２に示すように、一実施形態において、風力発電装置１は、ハブ８に連結された回転シャフト１１と、電力を生成する発電機１２と、回転シャフト１１の回転エネルギーを発電機１２に伝えるドライブトレイン１３とを含んでいる。なお、同図では一例としてドライブトレイン１３及び発電機１２がナセル６内に配置される場合を示しているが、これらの少なくとも何れかがタワー４側に配置されてもよい。

回転シャフト１１は、ブレード１０及びハブ８から構成されるロータ７と共に回転する。なお、ハブ８はハブカバー（スピナー）で覆われていてもよい。また、回転シャフト１１は、一対の軸受（不図示）を介して回転自在にナセル６に支持されている。

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。

なお、同図ではドライブトレイン１３として油圧トランスミッションを用いた構成を例示したが、この構成に限定されるものではなく、ギヤ式増速機等の他のドライブトレインを用いてもよいし、ドライブトレイン１３を設けずに、ハブ８又は回転シャフト１１と発電機１２とを直結させた構成であってもよい。

以下、幾つかの実施形態に係る吊り荷昇降装置、及び、該吊り荷昇降装置を用いた風力発電装置の吊り荷昇降方法について説明する。
ここで、図３は、一実施形態に係る吊り荷昇降装置が適用された風力発電装置を平面視した概略構成図である。図４及び図５は、それぞれ、一実施形態に係る吊り荷昇降装置が適用された風力発電装置を側面から視た概略構成図である。

幾つかの実施形態に係る吊り荷昇降装置１００は、風力発電装置１のメンテナンス時や据え付け・解体時等において、例えば上述した風力発電装置１の種々の構成部品を吊り荷３として、タワー４に沿って上下方向に移動させるための昇降装置である。

図１〜図３、図４及び図５に示す吊り荷昇降装置１００は、吊り荷３を昇降させるための昇降機構３０と、昇降機構３０に吊り下げられた吊り荷３に接続される複数（図１〜図３、図４及び図５に示す例では２本）のガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂと、を備える。

昇降機構３０は、吊り荷３を吊り下げるためのメインワイヤ３２と、メインワイヤ３２を巻き取るためのウィンチ３４と、を含む。メインワイヤ３２で吊り荷３を吊り下げた状態で、ウィンチ３４によりメインワイヤ３２の巻取り量を調節することにより、吊り荷３を昇降させることができる。
ウィンチ３４は、不図示のモータに駆動されて、メインワイヤ３２を巻き取るように構成されていてもよい。
また、ウィンチ３４は、図２、図４又は図５に示すようにナセル６の内部に設けられていてもよいし、あるいは、タワー４の内部に設けられていてもよい。

２本のガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂは、平面視にて、風力発電装置１のタワー４の中心Ｏと吊り荷３の中心Ｃとを結ぶ直線Ｌ_１を挟んだ両側において、直線Ｌ_１に対して斜めにそれぞれ延在する。そして、２本のガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂは、それぞれ、タワー４から離れる方向の張力Ｔ_１を吊り荷３に与えるように構成されている。
ここで、張力Ｔ_１は、ガイドワイヤ４０Ａによる張力Ｔ_１Ａと、ガイドワイヤ４０Ｂによる張力Ｔ_１Ｂ（図３参照）との合力であってもよい。

図１〜図３、図４及び図５に示す例では、２本のガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂは、一端側において吊り荷３に接続されており、他端側において、浮体２のコラム２１，２２，２３のうち、風力発電装置１のタワー４が立設された第１コラム２１以外のコラムである第２コラム２２及び第３コラム２３にそれぞれ固定されている。
第２コラム２２及び第３コラム２３の上面には、ウィンチ４２Ａ，４２Ｂがそれぞれ設けられており、ガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂの吊り荷３に接続されている一端側とは反対側の他端側において、ガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂをそれぞれ巻取るように構成されていてもよい。そして、ウィンチ４２Ａ，４２Ｂによるガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂの巻取り量を調節することにより、ガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂから吊り荷３に与える張力Ｔ_１を適度に生じさせるようになっていてもよい。

上述した吊り荷昇降装置１００によれば、昇降機構３０に吊り下げられた吊り荷３は、一端側において該吊り荷３に接続され、平面視にてタワー４の中心Ｏと吊り荷３の中心Ｃを結ぶ直線Ｌ_１の両側において該直線Ｌ_１に対して斜めに延在する２本のガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂによって、タワー４から離れる方向の張力Ｔ_１を付与される。これにより、吊り荷３のタワー４に向かう方向への動きが規制されるため、吊り荷３の水平方向における揺動を抑制することができる。よって、上述した吊り荷昇降装置１００によれば、２本のガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂを含む簡素な構成で吊り荷３を昇降させる際の吊り荷３の揺動を抑制することができる。
また、風力発電装置１として浮体式風力発電装置に上述した吊り荷昇降装置１００を適用することによって、波浪や潮流などの影響によって浮体２が揺動しやすい浮体式風力発電装置において、安定して吊り荷３を昇降させることができる。

また、風力発電装置１のタワー４は、通常、下方に向かうにしたがって大径となる形状を有する。したがって、仮に、吊り荷昇降装置１００がガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂを有しない場合、ナセル６の開閉部６ａから吊り荷３を下降させていくと、図２中に二点鎖線で示すように、吊り荷３’がタワー４と接触してしまい、吊り荷３’又はタワー４が破損する可能性がある。
この点、上述した吊り荷昇降装置１００によれば、昇降機構３０に吊り下げられた吊り荷３は、２本のガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂによって、タワー４から離れる方向の張力Ｔ_１を付与される。これにより、吊り荷３のタワー４に向かう方向への動きが規制されて、吊り荷３とタワー４との接触を抑制することができる。

本実施形態における昇降機構３０によって昇降される吊り荷３としては、例えば、上記したようにナセル６内空間に配置されるドライブトレイン１３の各部品（油圧ポンプ１４、油圧モータ１５等）や発電機１２の他に、ブレード１０、ナセル６を構成する各部品、変圧器、制御盤等の電気機器などの各種の部品が挙げられる。あるいは、吊り荷３は、タワー４の上方空間に配置される各種の部品であってもよい。また、吊り荷３は、メンテナンス時に用いられる部品であってもよい。

なお、図２、図４及び図５に示す例では、ナセル６の内部空間と外部との間で吊り荷３を移動させるために、ナセル６の底面に開閉部６ａが設けられている。幾つかの実施形態では、ナセル６の内部空間又はハブ８の内部空間と外部との間で吊り荷３を移動させるために、ナセル６又はハブ８の底面、側面又は上面に、開閉部が設けられていてもよい。

幾つかの実施形態では、吊り荷昇降装置１００は、吊り荷３のタワー４からの距離を所定値以内に規制するための少なくとも一本の規制ワイヤ（すなわち、吊り荷３のタワー４からの最大距離を規制するための少なくとも一本の規制ワイヤ）をさらに備える。
例えば、図１〜図３に示す実施形態では、吊り荷昇降装置１００は、規制ワイヤとして、吊り荷３に接続されるとともに、タワー４を取り巻くように設けられる第１規制ワイヤ４４を有する。
また、例えば、図４に示す例示的な実施形態では、吊り荷昇降装置１００は、規制ワイヤとして、タワー４の下部に一端が固定された第２規制ワイヤ４６を有する。第２規制ワイヤ４６は、例えばタワー４の下部に設けられたウィンチ４８によって巻き取り可能となっており、これにより、第２規制ワイヤ４６は、２本のガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂとは逆にタワー４に向かう方向の張力Ｔ_２を吊り荷３に付与可能となっている。

このように、第１規制ワイヤ４４又は第２規制ワイヤ４６を有する吊り荷昇降装置１００によれば、吊り荷３のタワー４からの最大距離が第１規制ワイヤ４４又は第２規制ワイヤ４６により規制される。よって、例えばガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂによる張力Ｔ_１が過剰に大きくなってしまった場合であっても、吊り荷３が所定の距離を超えてタワー４から離れないので、吊り荷３をタワー４に沿わせて効率的に昇降させることができる。

図６は図５に示す吊り荷昇降装置１００の平面図を、風力発電装置１の横断面図とともに示す図である。
幾つかの実施形態では、吊り荷昇降装置１００は、吊り荷３とタワー４との間に位置する少なくとも一つの弾性部材をさらに備える。
図５及び図６に示す例示的な実施形態では、吊り荷昇降装置１００は、弾性部材として、吊り荷３が搭載される台車５２に設けられ、タワー４の外周面上を走行するための１以上（図５及び図６に示す例では４つ）のタイヤ５０（５０Ａ〜５０Ｄ）を有する。

吊り荷昇降装置１００が、吊り荷３とタワー４との間に、例えば図５及び図６に示すタイヤ５０（５０Ａ〜５０Ｄ）等の弾性部材を有する場合、該弾性部材の変形に基づく弾性力により、風等に起因する吊り荷３の揺れを吸収したり、吊り荷３とタワー４とが衝突する際の衝撃を緩衝したりすることができる。また、この場合、吊り荷３とタワー４との間に弾性部材が位置するので、吊り荷３は、タワー４からある程度離れて位置することとなる。よって、例えば昇降機構３０がメインワイヤ３２及びウィンチ３４を含む構成の場合、メインワイヤ３２の鉛直方向（図５に示す直線Ｌｖの方向）に対する傾き角度αに応じた張力Ｔ_３の水平方向成分（Ｔ_３×sinα）が得られやすくなり、これにより、吊り荷３に対して該吊り荷３をタワー４に押し付ける力を作用させることができる。よって、吊り荷３の揺動を効果的に抑制することができる。

幾つかの実施形態では、各々の弾性部材は、吊り荷３からタワー４の中心Ｏに向かう方向の圧縮力Ｆ_Ｃを受けるように配置される。
例えば、図６に示す例では、タイヤ５０Ａ〜４０Ｄの各々は、該タイヤ５０Ａ〜４０Ｄの中心とタワー４の中心Ｏとを結ぶ直線上で、タイヤ５０の回転面（外周面）とタワー４とが接するように、台車５２に取付けられている。これにより、各タイヤ５０Ａ〜４０Ｄは、吊り荷３からタワー４の中心Ｏに向かう方向の圧縮力Ｆ_Ｃを受けて圧縮される。

このように、各々の弾性部材が、吊り荷３からタワー４の中心に向かう方向の圧縮力を受けるようになっている場合、効率的に、風等に起因する吊り荷３の揺れを吸収したり、吊り荷３とタワー４とが衝突する際の衝撃を緩衝したりすることができる。また、図５に示すように昇降機構３０がメインワイヤ３２及びウィンチ３４を含む構成の場合、メインワイヤ３２の鉛直方向（図５の直線Ｌｖの方向）に対する傾き角度αに応じた張力Ｔ_３の水平方向成分が効率的に得られるため、吊り荷３に対して該吊り荷３をタワー４に押し付ける力を効率的に作用させることができる。よって、吊り荷３の揺動を効果的に抑制することができる。

図５及び図６に示す吊り荷昇降装置１００のタイヤ５０（５０Ａ〜５０Ｄ）のうち、タイヤ５０Ａとタイヤ５０Ｂ、及び、タイヤ５０Ｃとタイヤ５０Ｄは、それぞれ、平面視においてタワー４の中心Ｏと吊り荷３の中心Ｃとを結ぶ直線Ｌ_１（図６参照）を挟んで両側にそれぞれ設けられる一対の第１弾性部材である。

また、図５及び図６に示す吊り荷昇降装置１００のタイヤ５０（５０Ａ〜５０Ｄ）のうち、タイヤ５０Ａとタイヤ５０Ｃ、及び、タイヤ５０Ｂとタイヤ５０Ｄは、それぞれ、吊り荷３の上下方向中央位置を通る直線Ｌ_２（図５参照）を挟んで両側にそれぞれ設けられる一対の第２弾性部材である。

このように、複数の弾性部材（図５及び図６に示す例ではタイヤ５０Ａ〜５０Ｄ）が、タワー４の中心Ｏと吊り荷３の中心Ｃとを結ぶ直線Ｌ_１（図６参照）を挟んで両側に設けられる一対の第１弾性部材、又は、吊り荷３の上下方向中央位置（例えば図５の直線Ｌ_２）を挟んで両側に設けられる一対の第２弾性部材を含む場合、より安定的に、風等に起因する吊り荷の揺れを吸収したり、吊り荷３とタワー４とが衝突する際の衝撃を緩衝したりすることができる。また、例えば昇降機構３０がメインワイヤ３２及びウィンチ３４を含む構成の場合、メインワイヤ３２の鉛直方向（図５の直線Ｌｖの向き）に対する傾き角度αに応じた張力Ｔ_３の水平方向成分がより安定的に得られるため、吊り荷３に対して該吊り荷３をタワー４に押し付ける力をより安定的に作用させることができる。よって、吊り荷３の揺動を効果的に抑制することができる。

図７は、上述した吊り荷昇降装置１００を用いた吊り荷昇降方法の一例を説明するための図である。

一実施形態に係る吊り荷昇降方法では、まず、図７（Ａ）に示すように、昇降機構３０に吊り荷３を吊り下げて（吊下げステップ）、昇降機構３０に吊り下げられた吊り荷３にガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂを接続する（ガイドワイヤ接続ステップ）。
吊り下げステップでは、ナセル６の内部空間に設置されたクレーン等の装置を用いて、昇降機構３０に吊り荷３を吊り下げてもよい。
また、ガイドワイヤ接続ステップでは、吊り荷３に接続されるガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂを、一端側において吊り荷３に接続し、他端側において、第２コラム２２及び第３コラム２３に固定してもよい。また、ガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂは、吊り荷３に接続される一端側とは反対側の他端側において、第２コラム２２及び第３コラム２３に設置されたウィンチ４２Ａ，４２Ｂにより巻き取り可能になっていてもよい。

一実施形態では、ここで、吊り荷３に少なくとも一本の規制ワイヤを接続してもよい（規制ワイヤ接続ステップ）。図７に示す例では、第１規制ワイヤ４４でタワー４を取り巻くようにして、該第１規制ワイヤ４４を吊り荷３に接続する。

次に、図７（Ｂ）に示すように、ガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂが接続されたに対し、２本のガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂによって、それぞれ、タワー４から離れる方向の張力Ｔ_１を与えながら、吊り荷３を昇降機構３０によって昇降させる（昇降ステップ）。
昇降ステップでは、例えば、図７（Ｂ）に示すように、ガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂの吊り荷３側の接続端（一端側）と反対側の端部（他端側）において、ウィンチ４２Ａ，４２Ｂによるガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂの巻取り量を調節することによって、タワー４から離れる方向の張力Ｔ_１を吊り荷３に付与してもよい。
また、昇降ステップでは、例えば、昇降機構３０のウィンチ３４からメインワイヤ３２を繰出すことによって、タワー４の上部からタワー４の下部に向かって、吊り荷３を降下させてもよい。

また、昇降ステップの前に、上述の規制ワイヤ接続ステップを行った場合には、昇降ステップでは、規制ワイヤ（図７に示す例では第１規制ワイヤ４４）によって吊り荷３のタワー４からの距離を所定値以内に規制しながら（すなわち、吊り荷３のタワー４からの最大距離を規制しながら）、吊り荷３を昇降させる。

上述した吊り荷昇降方法では、２本のガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂによって、タワー４から離れる方向の張力Ｔ_１を付与され、吊り荷３のタワー４に向かう方向への動きが規制されるため、吊り荷３の水平方向における揺動を抑制することができる。したがって、２本のガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂを含む簡素な構成で吊り荷３を昇降させる際の吊り荷３の揺動を抑制することができる。

また、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、規制ワイヤ（図７に示す例では第１規制ワイヤ４４）を用いた場合、吊り荷３のタワー４からの最大距離が規制ワイヤにより規制されるので、例えばガイドワイヤ４０Ａ，４０Ｂによる張力Ｔ_１が過剰に大きくなってしまった場合であっても、吊り荷３が所定の距離を超えてタワー４から離れない。よって、吊り荷３をタワー４に沿わせて効率的に昇降させることができる。

なお、上述の昇降ステップでは、例えば図５及び図６に示すように、少なくとも一つの弾性部材（図５及び図６に示す例ではタイヤ５０）を介して吊り荷３をタワー４の外周面に押し付けた状態で、吊り荷３を昇降させてもよい。

この場合、弾性部材の変形に基づく弾性力により、風等に起因する吊り荷の揺れを吸収したり、吊り荷３とタワー４とが衝突とする際の衝撃を緩衝したりすることができる。また、この場合、吊り荷３とタワー４との間に弾性部材が位置するので、吊り荷３は、タワー４からある程度離れて位置することとなる。よって、例えば昇降機構３０がメインワイヤ３２及びウィンチ３４を含む構成の場合、メインワイヤ３２の鉛直方向に対する傾き角度αに応じた張力Ｔ_３の水平方向成分が得られやすくなり（図５参照）、これにより、吊り荷３に対して該吊り荷３をタワー４に押し付ける力を作用させることができる。よって、吊り荷３の揺動を効果的に抑制することができる。

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 浮体
３ 吊り荷
４ タワー
６ ナセル
６ａ 開閉部
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
２１ 第１コラム
２２ 第２コラム
２３ 第３コラム
２５ 第１ロワーハル
２６ 第２ロワーハル
２８ プラットホーム
３０ 昇降機構
３２ メインワイヤ
３４ ウィンチ
４０Ａ，４０Ｂ ガイドワイヤ
４２Ａ，４２Ｂ ウィンチ
４４ 第１規制ワイヤ
４６ 第２規制ワイヤ
４８ ウィンチ
５０（５０Ａ〜５０Ｄ） タイヤ
５２ 台車
１００ 吊り荷昇降装置

Claims (13)

1. 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に接続される複数のガイドワイヤと、を備え、
   前記複数のガイドワイヤは、平面視にて、前記風力発電装置のタワーの中心と前記吊り荷の中心とを結ぶ直線に対して両側において、前記直線に対して斜めにそれぞれ延在する２本のガイドワイヤを含み、
   前記２本のガイドワイヤは、それぞれ、前記タワーから離れる方向の張力を前記吊り荷に与えるように構成され、
   前記風力発電装置は、平面視における仮想三角形の頂点に位置する３本のコラムを含む浮体によって洋上に支持されており、
   前記３本のコラムのうち一のコラムに前記風力発電装置の前記タワーが立設されており、
   前記２本のガイドワイヤは、一端側において前記吊り荷に接続されており、他端側において、前記浮体の前記３本のコラムのうち前記一のコラム以外の２本のコラムにそれぞれ固定されている
   ことを特徴とする風力発電装置用の吊り荷昇降装置。
2. 前記昇降機構は、
   前記吊り荷を吊り下げるためのメインワイヤと、
   前記メインワイヤを巻き取るためのウィンチと、
   を含む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。
3. 前記吊り荷の前記タワーからの距離を所定値以内に規制するための少なくとも一本の規制ワイヤをさらに備える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。
4. 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に接続される複数のガイドワイヤと、を備え、
   前記複数のガイドワイヤは、平面視にて、前記風力発電装置のタワーの中心と前記吊り荷の中心とを結ぶ直線に対して両側において、前記直線に対して斜めにそれぞれ延在する２本のガイドワイヤを含み、
   前記２本のガイドワイヤは、それぞれ、前記タワーから離れる方向の張力を前記吊り荷に与えるように構成され、
   前記吊り荷の前記タワーからの距離を所定値以内に規制するための少なくとも一本の規制ワイヤをさらに備え、
   前記少なくとも一本の規制ワイヤは、
   前記吊り荷に接続されるとともに、前記タワーを取り巻くように設けられる第１規制ワイヤ
   を含むことを特徴とする風力発電装置用の吊り荷昇降装置。
5. 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に接続される複数のガイドワイヤと、を備え、
   前記複数のガイドワイヤは、平面視にて、前記風力発電装置のタワーの中心と前記吊り荷の中心とを結ぶ直線に対して両側において、前記直線に対して斜めにそれぞれ延在する２本のガイドワイヤを含み、
   前記２本のガイドワイヤは、それぞれ、前記タワーから離れる方向の張力を前記吊り荷に与えるように構成され、
   前記吊り荷の前記タワーからの距離を所定値以内に規制するための少なくとも一本の規制ワイヤをさらに備え、
   前記少なくとも一本の規制ワイヤは、
   前記タワーの下部に一端が固定され、前記２本のガイドワイヤとは逆に前記タワーに向かう方向の張力を前記吊り荷に与えるように構成された第２規制ワイヤ
   を含むことを特徴とする風力発電装置用の吊り荷昇降装置。
6. 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に接続される複数のガイドワイヤと、を備え、
   前記複数のガイドワイヤは、平面視にて、前記風力発電装置のタワーの中心と前記吊り荷の中心とを結ぶ直線に対して両側において、前記直線に対して斜めにそれぞれ延在する２本のガイドワイヤを含み、
   前記２本のガイドワイヤは、それぞれ、前記タワーから離れる方向の張力を前記吊り荷に与えるように構成され、
   前記吊り荷と前記タワーとの間に位置する少なくとも一つの弾性部材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。
7. 前記少なくとも一つの弾性部材は、
   前記吊り荷が搭載される台車に設けられ、前記タワーの外周面上を走行するための１以上のタイヤ
   を含むことを特徴とする請求項６に記載の風力発電装置用の吊り荷昇降装置。
8. 前記少なくとも一つの弾性部材は、
   平面視において前記直線を挟んで両側にそれぞれ設けられる一対の第１弾性部材
   を含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の風力発電装置用の吊り荷昇降装置。
9. 各々の前記弾性部材は、前記吊り荷から前記タワーの前記中心に向かう方向の圧縮力を受けるように配置されたことを特徴とする請求項６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。
10. 前記少なくとも一つの弾性部材は、
    前記吊り荷の上下方向中央位置を挟んで両側にそれぞれ設けられる一対の第２弾性部材
    を含むことを特徴とする請求項６乃至９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。
11. 風力発電装置用の吊り荷昇降方法であって、
    昇降機構に吊り荷を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に複数のガイドワイヤを接続するガイドワイヤ接続ステップと、
    前記複数のガイドワイヤが接続された前記吊り荷を前記昇降機構によって昇降させる昇降ステップと、を備え、
    前記複数のガイドワイヤは、平面視にて、前記風力発電装置のタワーの中心と前記吊り荷の中心とを結ぶ直線に対して両側において、前記直線に対して斜めにそれぞれ延在する２本のガイドワイヤを含み、
    前記昇降ステップでは、前記２本のガイドワイヤによって、それぞれ、前記タワーから離れる方向の張力を前記吊り荷に与えながら、前記吊り荷を昇降させるとともに、
    前記風力発電装置は、平面視における仮想三角形の頂点に位置する３本のコラムを含む浮体によって洋上に支持されており、
    前記３本のコラムのうち一のコラムに前記風力発電装置の前記タワーが立設されており、
    前記２本のガイドワイヤは、一端側において前記吊り荷に接続されており、他端側において、前記浮体の前記３本のコラムのうち前記一のコラム以外の２本のコラムにそれぞれ固定されている
    ことを特徴とする風力発電装置用の吊り荷昇降方法。
12. 前記吊り荷に少なくとも一本の規制ワイヤを接続する規制ワイヤ接続ステップをさらに備え、
    前記昇降ステップでは、前記少なくとも一本の規制ワイヤによって前記吊り荷の前記タワーからの距離を所定値以内に規制しながら、前記吊り荷を昇降させることを特徴とする請求項１１に記載の風力発電装置用の吊り荷昇降方法。
13. 風力発電装置用の吊り荷昇降方法であって、
    昇降機構に吊り荷を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に複数のガイドワイヤを接続するガイドワイヤ接続ステップと、
    前記複数のガイドワイヤが接続された前記吊り荷を前記昇降機構によって昇降させる昇降ステップと、を備え、
    前記複数のガイドワイヤは、平面視にて、前記風力発電装置のタワーの中心と前記吊り荷の中心とを結ぶ直線に対して両側において、前記直線に対して斜めにそれぞれ延在する２本のガイドワイヤを含み、
    前記昇降ステップでは、前記２本のガイドワイヤによって、それぞれ、前記タワーから離れる方向の張力を前記吊り荷に与えながら、前記吊り荷を昇降させるとともに、
    前記昇降ステップでは、少なくとも一つの弾性部材を介して前記吊り荷を前記タワーの外周面に押し付けた状態で、前記吊り荷を昇降させることを特徴とする風力発電装置用の吊り荷昇降方法。

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