JPWO2011151877A1 - 風車の翼先端部保護袋及びロータの組付方法 - Google Patents
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Abstract
風車の据付時において、ロータヘッドとともに複数の翼を上方のナセルの位置まで引き上げる際に、複数の翼の先端部に損傷防止として装着される翼先端部保護袋において、操作用のロープを取り付けるロープ継ぎ手が、保護袋から剥がれ難い構造としてロープ継ぎ手部分の耐久性を向上するとともに、先端部保護袋を装着してロータをナセルに組み付けるロータの組付方法を提供することが課題である。支柱２の頂部に取り付けられたナセル４への翼８の組み付け時に翼８の先端部に装着される先端部保護袋であって、複数の翼８の少なくとも１つに翼の先端部から一定長さを覆って嵌挿される先端袋１０と、該先端袋１０の外面の全周に亘って固定され放射状に形成された２本以上のベルト状部材１１ａ〜１１ｅとを備え、前記先端袋１０の外側で前記放射状のベルト状部材が束ねられる中心部Ｐを形成し、該中心部Ｐに操作用のロープ１１が取り付けられることを特徴とする。
Description
本発明は、風力発電装置用のロータの取付け時の翼先端部を保護する翼先端部保護袋及びその先端部保護袋を装着してロータをナセルに組み付けるロータの組付方法に関する。
風力発電装置は、一般的に、回転する翼が取り付けられたロータと、発電機などを収納するナセルと、ナセルを支持する支柱とで構成されている。
ところで、風車を建設するときは、支柱の頂部に取り付けられたナセルに、翼が取り付けられたロータを据付けるために、ナセルの位置までロータをクレーンで引き上げる。このとき複数の翼が取り付けられたロータが風によりロータの姿勢を安定できないおそれがある。このため、翼の先端部などから、ガイドのためのロープで引っ張るなどして姿勢制御する必要がある。この翼先端をケーブルで引っ張って翼の姿勢制御を行う例として特許文献１が知られている。
図６は、特許文献１（特開２００５−３２０９１９号公報）の図８に開示された、風車翼の吊り上げ状態を示すものである。
図６は、クレーンで翼が略鉛直方向に吊り上げられて立ち上がった状態が示されている。支柱０２２の頂部に設けられたナセル０３３の取付け面０３４に、ロータヘッド０３の取付け面０３２を取り付ける際に、クレーン０２５の吊りケーブル０１９でロータヘッド３の頂部を吊り上げる。翼が略鉛直方向に立ち上がるまでは、クレーン０２５の吊りワイヤ０１９およびクレーン０２４の吊りワイヤ０２８で吊り上げながら他の引きロープ０２９、０３１で引き力を与えてロータの姿勢を制御し、ロータを略鉛直方向に立ち上げる。（図６の図示状態）さらにロータ据付け面０３２をナセル０３４に取付けるまで、ケーブル０２９、０３１で引き力を与えて姿勢を制御する。
図６は、クレーンで翼が略鉛直方向に吊り上げられて立ち上がった状態が示されている。支柱０２２の頂部に設けられたナセル０３３の取付け面０３４に、ロータヘッド０３の取付け面０３２を取り付ける際に、クレーン０２５の吊りケーブル０１９でロータヘッド３の頂部を吊り上げる。翼が略鉛直方向に立ち上がるまでは、クレーン０２５の吊りワイヤ０１９およびクレーン０２４の吊りワイヤ０２８で吊り上げながら他の引きロープ０２９、０３１で引き力を与えてロータの姿勢を制御し、ロータを略鉛直方向に立ち上げる。（図６の図示状態）さらにロータ据付け面０３２をナセル０３４に取付けるまで、ケーブル０２９、０３１で引き力を与えて姿勢を制御する。
また、特許文献１に開示されている技術は、翼先端部にロープ０３１を掛ける方法が明記されていないが、このような風車の据付において、翼先端の後縁部分は薄肉のため、翼の先端部を保持する方法とその引き方によっては翼が損傷してしまう恐れがある。翼先端に直接ケーブルをかけることは出来ないため、翼先端部に図５に示すような保護袋１０ｓを装着している。
図５において、複数の翼のうち選択された１個〜複数個の翼８の先端部には、麻材等の高張力で耐油性のある比較的軟性の材料からなる先端袋１０ｓが、翼８の先端部から一定長さを覆って嵌挿されている。
先端袋１０ｓの合わせ面２１ｃの部分には、ロープ継ぎ手２１ａが縫い付けられており、翼の姿勢を制御するために引き力を加えるロープ２２がそのロープ継ぎ手２１ａに取り付けられている。
先端袋１０ｓの合わせ面２１ｃの部分には、ロープ継ぎ手２１ａが縫い付けられており、翼の姿勢を制御するために引き力を加えるロープ２２がそのロープ継ぎ手２１ａに取り付けられている。
図５で示すような先端保護袋ではロープ２２を引く力が、直接的に翼の後縁部にかかりやすく翼の損傷を引き起こしやすい。また翼先端保護袋も図５に示すように、保護袋１０ｓを翼先端部に装着し、保護袋１０ｓにロープ継ぎ手２１ａを介してロープ２２を取り付けて、ロータの姿勢変化に伴ってロープ２２の引き方向がＷ線で示すように変化すると、ロープ継ぎ手２１ａと袋部１０ｓの接着または縫製部分を損傷しやすい方向へ力がかかり、先端袋１０ｓからロープ継ぎ手２１ａが剥がされ、さらにロープ２２が外れてしまい、ロータの姿勢制御ができなくなる問題があった。また、このようなロープ２２の方向の変化がロープ継手２１ａとロープ２２の摩擦を生み、どちらかが摩擦切断され、ロータの姿勢制御ができなくなる問題があった。
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、風車の据付時において、ロータヘッドとともに複数の翼を上方のナセルの位置まで引き上げる際に、複数の翼の先端部に損傷防止として装着される翼先端部保護袋に、翼の損傷を抑制するような形状とする保護袋、操作用のロープを取り付けるロープ継ぎ手が保護袋から剥がれ難い構造とする保護袋、ロープ継ぎ手部分およびロープの劣化損傷を抑制して耐久性を向上する先端部保護袋、およびその先端部保護袋を装着してロータをナセルに組み付けるロータの組付方法を提供することを目的とする。
本発明に係る風車の先端部保護袋は、風車の据付時に引き起こされて組付けられるロータの翼の先端部を保護するものであって、複数の翼の少なくとも１つに翼の先端部から一定長さを覆って嵌挿される先端袋と、該先端袋の外側に形成される架空の中心部から放射状に配置され、前記先端袋の外面の全周に亘って固定される２本以上のベルト状の部材を備え、前記中心部では、前記ベルトの部材の根元部が束ねられると共に、操作用のロープが取り付けられることを特徴とする。
かかる発明によれば先端袋の周囲に固定した少なくとも２本以上のベルト状の部材を、先端袋の外側に形成される架空の中心部から放射状に配置されて、直線状に伸びるように設けられるため、ロータの姿勢変化によりロープの引く方向が刻々と変化しても、特定の一つのベルト状部材と先端袋の縫い目や接着部にベルト状部材を引き剥がす方向に力がかかり損傷が進むことを抑制することが出来て、先端袋やベルト状部材の耐久性を向上できる。
さらに、２本以上のベルト状部材が放射状に設けられるため、操作用ロープからベルト状部材および先端袋に作用する引っ張り力が翼先端部の広い範囲に分散して作用し、操作用のロープの向きが大きく変化しても、特定の翼後縁部にロープからの引っ張り力が大きくかかることを防止し、翼の損傷を抑制することができる。
また、かかる発明において、前記先端袋の開口部側を一部突出させて突出部を形成し、該突出部と前記翼の薄肉部との間に隙間を形成することで、最も翼の後縁部に力のかかる先端袋の端部を翼から離し隙間を作るとよい。
このように通常の保護袋では最も損傷する可能性の高い部分に隙間を形成することによって、翼の損傷を抑制することができる。
特に、翼先端部の後縁部分は薄肉であることから、破損し易い傾向にあるため、後縁部分側に隙間を形成することが効果的である。
このように通常の保護袋では最も損傷する可能性の高い部分に隙間を形成することによって、翼の損傷を抑制することができる。
特に、翼先端部の後縁部分は薄肉であることから、破損し易い傾向にあるため、後縁部分側に隙間を形成することが効果的である。
また、かかる発明において前記放射状の中心部に設けられて各ベルト状部材の根本部を束ねるリング状体を備え、該リング状体に係合する操作用のロープを取付けるとよい。
かかるリング状体は、金属性のリングや低摩擦係数の樹脂材料等が望ましい。複数のベルト状部材の根本部を、リング状体を介して束ねることで、複数のベルト状部材がリング体に対し自由に動き、ロープを引く力を分散してかけることができる。また、リング状体を介してベルト状部材と操作用のロープとを繋ぐため、ロープとリングの摩擦によってベルト状部材と操作用のロープとの接合部分が摩擦より切断されることが防止され、耐久性を向上できる。
かかるリング状体は、金属性のリングや低摩擦係数の樹脂材料等が望ましい。複数のベルト状部材の根本部を、リング状体を介して束ねることで、複数のベルト状部材がリング体に対し自由に動き、ロープを引く力を分散してかけることができる。また、リング状体を介してベルト状部材と操作用のロープとを繋ぐため、ロープとリングの摩擦によってベルト状部材と操作用のロープとの接合部分が摩擦より切断されることが防止され、耐久性を向上できる。
また、本発明にかかるロータの組付方法は、風車の据付時に引き起こされて支柱の頂部に取り付けられたナセルに組付けられるロータを備えて、ロータにある複数の翼の先端部を保護する先端部保護袋を装着して、前記ナセルに組み付けるロータの組付方法であって、前記複数の翼の少なくとも１つの翼の先端部に前記した風車の先端保護袋を嵌挿し、前記中心部に操作用のロープを取り付け、前記ロープを引っ張って前記先端袋が嵌挿された翼の姿勢を制御しながら翼をクレーンで吊ってナセルに組付けることを特徴とする。
先端部保護袋を装着してロータを前記ナセルに組み付けるロータの組付方法によれば、複数の翼の少なくとも１つの翼の先端部に前記した風車の先端袋を嵌挿し、前記中心部に操作用のロープを取り付け、前記ロープを引っ張って先端袋が嵌挿された翼の姿勢を制御しながらロータをクレーンで吊ってナセルに組付けることにより、翼の損傷を抑制して、ロータをナセルに組付けることができる。
本発明によれば、風車の据付時において、先端袋の周囲に固定した少なくとも２本以上のベルト状の部材を、先端袋の外側に形成される架空の中心部から２本以上放射状に形成して、直線状に伸びた中心に操作用ロープを取付けることで、先端袋に作用する引っ張り力が翼先端部の広い範囲に分散して作用するため、操作用のロープの向きが変化しても翼の後縁部の損傷を抑制できる。また、最も損傷する可能性の高い保護袋端部に隙間を設けるとことで、翼の後縁部の損傷を抑制できる。さらに、保護袋とベルト状部材の縫製または接着を引き剥がすような方向への力の作用を防止することができる。さらにベルト状材を束ねる部分にリング状体をもちいることで、ベルト状材とロープの損傷を抑制できる。
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載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、特定的な記載がない限り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。
図４は、本発明が適用される一般的な風車の概略側面図である。
図４において、風力発電装置１は、主として、基礎Ｂ上に立設された支柱２と、支柱２の上端に設置されたナセル４と、ナセル４に取り付けられたロータヘッド６と、ロータヘッド６に取り付けられた複数枚の翼８とで構成されている。
図４において、風力発電装置１は、主として、基礎Ｂ上に立設された支柱２と、支柱２の上端に設置されたナセル４と、ナセル４に取り付けられたロータヘッド６と、ロータヘッド６に取り付けられた複数枚の翼８とで構成されている。
図１は本発明の実施形態における風車の翼の先端部保護装置の全体斜視図、図２は前記実施形態における翼先端部の先端袋使用時の部分構成図、図３は前記実施形態における図２のＡ−Ａ断面図である。
図１において、風力発電装置１を構成する風車０１は、図４と同様に、立設された支柱２と、支柱２の上端に設置されたナセル４と、ナセル４に取り付けられたロータヘッド６と、ロータヘッド６に取り付けられた複数枚の翼８とで構成されている。ナセル４は、ロータヘッド６を支持するとともに、その内部に増速機や発電機を収納している。なお、ロータヘッド６とロータヘッド６に取り付けられた複数枚の翼８とでロータを構成している。
図１における風車０１の据付け時において、翼８の前部(この例では３枚の翼)または選択された１枚〜複数毎の翼８（この例では２枚の翼）の端部には、先端袋１０を、翼８の先端部から一定長さを覆って嵌挿している。先端袋１０は、麻材、ビニール材、布材等の高張力で破れにくいが比較的軟性の材料によって製造されている。
１１は先端袋１０に接続される操作用のロープであり、すなわち、風車の据付時に、ロータヘッド６及び複数の翼８からなるロータを支柱の上にあるナセル４の位置まで引き上げる際に、ロータの姿勢を制御するために引っ張るロープである。
１１は先端袋１０に接続される操作用のロープであり、すなわち、風車の据付時に、ロータヘッド６及び複数の翼８からなるロータを支柱の上にあるナセル４の位置まで引き上げる際に、ロータの姿勢を制御するために引っ張るロープである。
図２〜図３は、かかる先端袋１０を装着した翼８先端部の先端袋使用時の部分構成図及び断面図であり、２本以上例えば本図では５本のベルト状部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅと前記先端袋１０の外面の全周に亘って縫い目１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ、１１３ｅを揃えて固定された固定部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅと、該固定部に連なる先端帯部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ、１１２ｅとにより、先端袋１０の外側に形成される架空の中心部Ｐを中心に放射状に形成されている。
また、前記５本のベルト状部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅは高張力の繊維材で構成される。
また、前記５本のベルト状部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅは高張力の繊維材で構成される。
前記１つのベルト状部材１１ａ〜１１ｅ同士は、相互に十分に大きな間隔Ｌを有して、先端袋の外側に形成される架空の中心部Ｐを中心に、先端袋１０に放射状に取り付けられるため、各ベルト状部材１１ａ〜１１ｅは、直線状に伸びるように設けられる。
尚、図２、３において、翼８の後縁部８ａと前縁部８ｂのうち、薄肉の後縁部８ａ側に前記ベルト状部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの相互の間隔が広くなる側が設けられ、前縁部８ｂ側に相互の間隔が狭くなる側が設けられる。薄肉の後縁部８ａ側ではベルト状部材からの荷重を分散させて、ベルト状部材の荷重が集中して損傷を与えないようにする。
また、一部のベルト状部材の後縁部８ａ側にはガイド部材等の引っ掛け用のストラップ１２が形成されている。
また、一部のベルト状部材の後縁部８ａ側にはガイド部材等の引っ掛け用のストラップ１２が形成されている。
また、前記５本のベルト状部材１１ａ〜１１ｅのうちの、前記先端袋１０の開口部１０ａ寄りの、前記ベルト状部材１１ａおよび先端袋１０の開口部１０ａを次のように構成している。
図２、３のように、該ベルト状部材１１ａの内側部位（該ベルト状部材１１ａ裏側）の、先端袋１０を、一部突出させて突出部１３を形成し、該突出部１３と前記翼８の薄肉部の後縁部８ａとの間に隙間１４を形成している。この隙間１４は、図２に示すように隙間幅ｅから徐々に減少して本図では例えばベルト状部材１１ｂが固定されている位置でほぼゼロになるように傾斜隙間として形成されている。傾斜させることで後縁部８ａと先端袋１０との接触を徐々に逃がすようにしている。
図２、３のように、該ベルト状部材１１ａの内側部位（該ベルト状部材１１ａ裏側）の、先端袋１０を、一部突出させて突出部１３を形成し、該突出部１３と前記翼８の薄肉部の後縁部８ａとの間に隙間１４を形成している。この隙間１４は、図２に示すように隙間幅ｅから徐々に減少して本図では例えばベルト状部材１１ｂが固定されている位置でほぼゼロになるように傾斜隙間として形成されている。傾斜させることで後縁部８ａと先端袋１０との接触を徐々に逃がすようにしている。
また、前記ベルト状部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの中心部Ｐには、低摩耗の金属リング１５（低摩擦係数の樹脂材料等でもよい）が連結されている。
かかる実施形態においては、前記金属リング１５を低摩擦係数の材料・形状として複数のベルト状部材の根本部を束ねていることから、該金属リング１５からベルト状部材に均等に作用力をかけることができる。
さらに、金属リング１５を介してベルト状部材１１ａ〜１１ｅと操作用のロープ１１とを繋ぐため接合部の摩擦が低減されて、摩擦によってベルト状部材１１ａ〜１１ｅと操作用のロープ１１との接合部分が摩擦により破断することが防止され、耐久性を向上できる。
かかる実施形態においては、前記金属リング１５を低摩擦係数の材料・形状として複数のベルト状部材の根本部を束ねていることから、該金属リング１５からベルト状部材に均等に作用力をかけることができる。
さらに、金属リング１５を介してベルト状部材１１ａ〜１１ｅと操作用のロープ１１とを繋ぐため接合部の摩擦が低減されて、摩擦によってベルト状部材１１ａ〜１１ｅと操作用のロープ１１との接合部分が摩擦により破断することが防止され、耐久性を向上できる。
次に、かかる先端袋１０を装着して翼８をナセル４に組み付け手順について説明する。
風車０１の据付け時には、まず、翼８の前部(この例では３枚の翼)または選択された１枚〜複数毎の翼８（この例では２枚の翼）の端部に、先端袋１０を、翼８の先端部から一定長さを覆って嵌挿する。その時に、先端袋１０の開口部１０ａに形成された突出部１３を、翼８の後縁部８ａ側に位置するように嵌挿して後縁部８ａとの間に隙間１４が形成されるようにする。
風車０１の据付け時には、まず、翼８の前部(この例では３枚の翼)または選択された１枚〜複数毎の翼８（この例では２枚の翼）の端部に、先端袋１０を、翼８の先端部から一定長さを覆って嵌挿する。その時に、先端袋１０の開口部１０ａに形成された突出部１３を、翼８の後縁部８ａ側に位置するように嵌挿して後縁部８ａとの間に隙間１４が形成されるようにする。
その後、先端袋１０の外側で放射状のベルト状部材１１ａ〜１１ｅが束ねられる放射状の中心部Ｐに操作用のロープ１１を、金属リング１５を介して取り付ける、次いで、ロープ１１を引っ張りながら、ロータヘッド６の頂部をクレーンで吊り上げる。その際に、先端袋１０が装着された左右の２枚の翼８の先端から出た操作用のロープ１１を引っ張ることでロータの姿勢を制御する。そして、所定の位置に達したら、ロータヘッド６をナセル４へ組付けられる。
つぎに、かかる実施形態についての作用効果について説明する。
翼８の周囲に固定した５個のベルト状部材１１ａないし１１ｅを、中心部Ｐから放射状に形成して、直線状に伸びるように設けたため、操作用ロープの方向が変化してもベルト状部材１１ａないし１１ｅの特定の縫い目１１３ａ〜１１３ｅが引きちぎれることを抑制し、先端袋１０やベルト状部材１１ａ〜１１ｅに損傷が生じることを防止でき、耐久性を向上できる。
さらに、２本以上のベルト状部材が放射状に設けられるため、操作用ロープからベルト状部材および先端袋に作用する引っ張り力が翼先端部に分散して作用するので、操作ロープによる力が直接作用することで翼後縁部の損傷を抑制することができる。
また、該先端袋１０の開口部１０ａ側のベルト状部材１１ａの内側部位に、先端袋１０を一部突出させて形成した突出部と翼の薄肉部との間に隙間１４を形成する。すなわち、先端袋１０の開口部１０ａ側の形状を全体に比べて緩くする。これにより損傷する可能性が高い先端袋１０の端部と翼８との接触を防止できる
特に、翼先端部の後縁８ａの部分は薄肉であることから、破損し易いため、後縁８ａ側に隙間１４を形成することが効果的である。
特に、翼先端部の後縁８ａの部分は薄肉であることから、破損し易いため、後縁８ａ側に隙間１４を形成することが効果的である。
即ち、前記隙間１４を形成することにより、操作用のロープ１１の引き方向が変化しても、先端袋１０の開口部１０ａと翼８の薄肉部つまり後縁部８ａの部分との間の隙間１４によって、先端袋１０の開口部１０ａへの当たりが緩和されるため、先端袋１０の開口部１０ａの破損の発生を防止できる。
この実施形態においては、前記ベルト状部材１１ａ〜１１ｅを５本設置したが、かかるベルト状部材は、先端袋１０の開口部１０ａよりの１１ａの他に１本でもよい。
また、前記ベルト状部材１１ａの隙間１４を、ベルト状部材１１ａの隙間１４から、隙間１４を徐々に小さくして行って、最後の１１ｅの隙間１４をゼロ（０）になるように形成しても良い。
また、前記ベルト状部材１１ａの隙間１４を、ベルト状部材１１ａの隙間１４から、隙間１４を徐々に小さくして行って、最後の１１ｅの隙間１４をゼロ（０）になるように形成しても良い。
１ 風力発電装置
２ 支柱
４ ナセル
６ ロータヘッド
８ 翼
８ａ 後縁部
８ｂ 前縁部
１０ 先端袋
１０ａ 開口部
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ ベルト状部材（ループ）
１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅ 固定部
１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ、１１２ｅ 先端帯部
１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ、１１３ｅ 縫い目
１２ ストラップ
１３ 突出部
１４ 隙間
１５ 金属リング（リング状体）
Ｌ 間隔
Ｐ 中心部
ｅ 隙間幅
２ 支柱
４ ナセル
６ ロータヘッド
８ 翼
８ａ 後縁部
８ｂ 前縁部
１０ 先端袋
１０ａ 開口部
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ ベルト状部材（ループ）
１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅ 固定部
１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ、１１２ｅ 先端帯部
１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ、１１３ｅ 縫い目
１２ ストラップ
１３ 突出部
１４ 隙間
１５ 金属リング（リング状体）
Ｌ 間隔
Ｐ 中心部
ｅ 隙間幅
本発明は、風力発電装置用のロータの取付け時の翼先端部を保護する翼先端部保護袋及びその先端部保護袋を装着してロータをナセルに組み付けるロータの組付方法に関する。
風力発電装置は、一般的に、回転する翼が取り付けられたロータと、発電機などを収納するナセルと、ナセルを支持する支柱とで構成されている。
ところで、風車を建設するときは、支柱の頂部に取り付けられたナセルに、翼が取り付けられたロータを据付けるために、ナセルの位置までロータをクレーンで引き上げる。このとき複数の翼が取り付けられたロータが風によりロータの姿勢を安定できないおそれがある。このため、翼の先端部などから、ガイドのためのロープで引っ張るなどして姿勢制御する必要がある。この翼先端をケーブルで引っ張って翼の姿勢制御を行う例として特許文献１が知られている。
図６は、特許文献１（特開２００５−３２０９１９号公報）の図８に開示された、風車翼の吊り上げ状態を示すものである。
図６は、クレーンで翼が略鉛直方向に吊り上げられて立ち上がった状態が示されている。支柱０２２の頂部に設けられたナセル０３３の取付け面０３４に、ロータヘッド０３の取付け面０３２を取り付ける際に、クレーン０２５の吊りケーブル０１９でロータヘッド３の頂部を吊り上げる。翼が略鉛直方向に立ち上がるまでは、クレーン０２５の吊りケーブル０１９およびクレーン０２４の吊りワイヤ０２８で吊り上げながら他の引きロープ０２９、０３１で引き力を与えてロータの姿勢を制御し、ロータを略鉛直方向に立ち上げる。（図６の図示状態）さらにロータ据付け面０３２をナセル０３４に取付けるまで、ロープ０２９、０３１で引き力を与えて姿勢を制御する。
図６は、クレーンで翼が略鉛直方向に吊り上げられて立ち上がった状態が示されている。支柱０２２の頂部に設けられたナセル０３３の取付け面０３４に、ロータヘッド０３の取付け面０３２を取り付ける際に、クレーン０２５の吊りケーブル０１９でロータヘッド３の頂部を吊り上げる。翼が略鉛直方向に立ち上がるまでは、クレーン０２５の吊りケーブル０１９およびクレーン０２４の吊りワイヤ０２８で吊り上げながら他の引きロープ０２９、０３１で引き力を与えてロータの姿勢を制御し、ロータを略鉛直方向に立ち上げる。（図６の図示状態）さらにロータ据付け面０３２をナセル０３４に取付けるまで、ロープ０２９、０３１で引き力を与えて姿勢を制御する。
また、特許文献１に開示されている技術は、翼先端部にロープ０３１を掛ける方法が明記されていないが、このような風車の据付において、翼先端の後縁部分は薄肉のため、翼の先端部を保持する方法とその引き方によっては翼が損傷してしまう恐れがある。翼先端に直接ケーブルをかけることは出来ないため、翼先端部に図５に示すような先端袋１０ｓを装着している。
図５において、複数の翼のうち選択された１個〜複数個の翼８の先端部には、麻材等の高張力で耐油性のある比較的軟性の材料からなる先端袋１０ｓが、翼８の先端部から一定長さを覆って嵌挿されている。
先端袋１０ｓの合わせ面２１ｃの部分には、ロープ継ぎ手２１ａが縫い付けられており、翼の姿勢を制御するために引き力を加えるロープ２２がそのロープ継ぎ手２１ａに取り付けられている。
先端袋１０ｓの合わせ面２１ｃの部分には、ロープ継ぎ手２１ａが縫い付けられており、翼の姿勢を制御するために引き力を加えるロープ２２がそのロープ継ぎ手２１ａに取り付けられている。
図５で示すような先端保護袋ではロープ２２を引く力が、直接的に翼の後縁部にかかりやすく翼の損傷を引き起こしやすい。また翼先端保護袋も図５に示すように、先端袋１０ｓを翼先端部に装着し、先端袋１０ｓにロープ継ぎ手２１ａを介してロープ２２を取り付けて、ロータの姿勢変化に伴ってロープ２２の引き方向がＷ線で示すように変化すると、ロープ継ぎ手２１ａと先端袋１０ｓの接着または縫製部分を損傷しやすい方向へ力がかかり、先端袋１０ｓからロープ継ぎ手２１ａが剥がされ、さらにロープ２２が外れてしまい、ロータの姿勢制御ができなくなる問題があった。また、このようなロープ２２の方向の変化がロープ継手２１ａとロープ２２の摩擦を生み、どちらかが摩擦切断され、ロータの姿勢制御ができなくなる問題があった。
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、風車の据付時において、ロータヘッドとともに複数の翼を上方のナセルの位置まで引き上げる際に、複数の翼の先端部に損傷防止として装着される翼先端部保護袋に、翼の損傷を抑制するような形状とする保護袋、操作用のロープを取り付けるロープ継ぎ手が保護袋から剥がれ難い構造とする保護袋、ロープ継ぎ手部分およびロープの劣化損傷を抑制して耐久性を向上する先端部保護袋、およびその先端部保護袋を装着してロータをナセルに組み付けるロータの組付方法を提供することを目的とする。
本発明に係る風車の先端部保護袋は、風車の据付時に引き起こされて組付けられるロータの翼の先端部を保護するものであって、複数の翼の少なくとも１つに翼の先端部から一定長さを覆って嵌挿される先端袋と、該先端袋の外側に形成される架空の中心部から放射状に配置され、前記先端袋の外面の全周に亘って固定される２本以上のベルト状の部材を備え、前記中心部では、前記ベルトの部材の根元部が束ねられると共に、操作用のロープが取り付けられることを特徴とする。
かかる発明によれば先端袋の周囲に固定した少なくとも２本以上のベルト状の部材を、先端袋の外側に形成される架空の中心部から放射状に配置されて、直線状に伸びるように設けられるため、ロータの姿勢変化によりロープの引く方向が刻々と変化しても、特定の一つのベルト状部材と先端袋の縫い目や接着部にベルト状部材を引き剥がす方向に力がかかり損傷が進むことを抑制することが出来て、先端袋やベルト状部材の耐久性を向上できる。
さらに、２本以上のベルト状部材が放射状に設けられるため、操作用ロープからベルト状部材および先端袋に作用する引っ張り力が翼先端部の広い範囲に分散して作用し、操作用のロープの向きが大きく変化しても、特定の翼後縁部にロープからの引っ張り力が大きくかかることを防止し、翼の損傷を抑制することができる。
また、かかる発明において、前記先端袋の開口部側を一部突出させて突出部を形成し、該突出部と前記翼の薄肉部との間に隙間を形成することで、最も翼の後縁部に力のかかる先端袋の端部を翼から離し隙間を作るとよい。
このように通常の保護袋では最も損傷する可能性の高い部分に隙間を形成することによって、翼の損傷を抑制することができる。
特に、翼先端部の後縁部分は薄肉であることから、破損し易い傾向にあるため、後縁部分側に隙間を形成することが効果的である。
このように通常の保護袋では最も損傷する可能性の高い部分に隙間を形成することによって、翼の損傷を抑制することができる。
特に、翼先端部の後縁部分は薄肉であることから、破損し易い傾向にあるため、後縁部分側に隙間を形成することが効果的である。
また、かかる発明において前記放射状の中心部に設けられて各ベルト状部材の根本部を束ねるリング状体を備え、該リング状体に係合する操作用のロープを取付けるとよい。
かかるリング状体は、金属性のリングや低摩擦係数の樹脂材料等が望ましい。複数のベルト状部材の根本部を、リング状体を介して束ねることで、複数のベルト状部材がリング体に対し自由に動き、ロープを引く力を分散してかけることができる。また、リング状体を介してベルト状部材と操作用のロープとを繋ぐため、ロープとリングの摩擦によってベルト状部材と操作用のロープとの接合部分が摩擦より切断されることが防止され、耐久性を向上できる。
かかるリング状体は、金属性のリングや低摩擦係数の樹脂材料等が望ましい。複数のベルト状部材の根本部を、リング状体を介して束ねることで、複数のベルト状部材がリング体に対し自由に動き、ロープを引く力を分散してかけることができる。また、リング状体を介してベルト状部材と操作用のロープとを繋ぐため、ロープとリングの摩擦によってベルト状部材と操作用のロープとの接合部分が摩擦より切断されることが防止され、耐久性を向上できる。
また、本発明にかかるロータの組付方法は、風車の据付時に引き起こされて支柱の頂部に取り付けられたナセルに組付けられるロータを備えて、ロータにある複数の翼の先端部を保護する先端部保護袋を装着して、前記ナセルに組み付けるロータの組付方法であって、前記複数の翼の少なくとも１つの翼の先端部に前記した風車の先端保護袋を嵌挿し、前記中心部に操作用のロープを取り付け、前記ロープを引っ張って前記先端袋が嵌挿された翼の姿勢を制御しながら翼をクレーンで吊ってナセルに組付けることを特徴とする。
先端部保護袋を装着してロータを前記ナセルに組み付けるロータの組付方法によれば、複数の翼の少なくとも１つの翼の先端部に前記した風車の先端袋を嵌挿し、前記中心部に操作用のロープを取り付け、前記ロープを引っ張って先端袋が嵌挿された翼の姿勢を制御しながらロータをクレーンで吊ってナセルに組付けることにより、翼の損傷を抑制して、ロータをナセルに組付けることができる。
本発明によれば、風車の据付時において、先端袋の周囲に固定した少なくとも２本以上のベルト状の部材を、先端袋の外側に形成される架空の中心部から２本以上放射状に形成して、直線状に伸びた中心に操作用ロープを取付けることで、先端袋に作用する引っ張り力が翼先端部の広い範囲に分散して作用するため、操作用のロープの向きが変化しても翼の後縁部の損傷を抑制できる。また、最も損傷する可能性の高い先端袋端部に隙間を設けるとことで、翼の後縁部の損傷を抑制できる。さらに、先端袋とベルト状部材の縫製または接着を引き剥がすような方向への力の作用を防止することができる。さらにベルト状材を束ねる部分にリング状体をもちいることで、ベルト状材とロープの損傷を抑制できる。
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載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、特定的な記載がない限り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。
図４は、本発明が適用される一般的な風車の概略側面図である。
図４において、風力発電装置１は、主として、基礎Ｂ上に立設された支柱２と、支柱２の上端に設置されたナセル４と、ナセル４に取り付けられたロータヘッド６と、ロータヘッド６に取り付けられた複数枚の翼８とで構成されている。
図４において、風力発電装置１は、主として、基礎Ｂ上に立設された支柱２と、支柱２の上端に設置されたナセル４と、ナセル４に取り付けられたロータヘッド６と、ロータヘッド６に取り付けられた複数枚の翼８とで構成されている。
図１は本発明の実施形態における風車の翼の先端部保護装置の全体斜視図、図２は前記実施形態における翼先端部の先端袋使用時の部分構成図、図３は前記実施形態における図２のＡ−Ａ断面図である。
図１において、風力発電装置１を構成する風車０１は、図４と同様に、立設された支柱２と、支柱２の上端に設置されたナセル４と、ナセル４に取り付けられたロータヘッド６と、ロータヘッド６に取り付けられた複数枚の翼８とで構成されている。ナセル４は、ロータヘッド６を支持するとともに、その内部に増速機や発電機を収納している。なお、ロータヘッド６とロータヘッド６に取り付けられた複数枚の翼８とでロータを構成している。
図１における風車０１の据付け時において、翼８の全部(この例では３枚の翼)または選択された１枚〜複数毎の翼８（この例では２枚の翼）の端部には、先端袋１０を、翼８の先端部から一定長さを覆って嵌挿している。先端袋１０は、麻材、ビニール材、布材等の高張力で破れにくいが比較的軟性の材料によって製造されている。
１１は先端袋１０に接続される操作用のロープであり、すなわち、風車の据付時に、ロータヘッド６及び複数の翼８からなるロータを支柱の上にあるナセル４の位置まで引き上げる際に、ロータの姿勢を制御するために引っ張るロープである。
１１は先端袋１０に接続される操作用のロープであり、すなわち、風車の据付時に、ロータヘッド６及び複数の翼８からなるロータを支柱の上にあるナセル４の位置まで引き上げる際に、ロータの姿勢を制御するために引っ張るロープである。
図２〜図３は、かかる先端袋１０を装着した翼８先端部の先端袋使用時の部分構成図及び断面図であり、２本以上例えば本図では５本のベルト状部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅと前記先端袋１０の外面の全周に亘って縫い目１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ、１１３ｅを揃えて固定された固定部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅと、該固定部に連なる先端帯部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ、１１２ｅとにより、先端袋１０の外側に形成される架空の中心部Ｐを中心に放射状に形成されている。
また、前記５本のベルト状部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅは高張力の繊維材で構成される。
また、前記５本のベルト状部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅは高張力の繊維材で構成される。
前記５つのベルト状部材１１ａ〜１１ｅ同士は、相互に十分に大きな間隔Ｌを有して、先端袋の外側に形成される架空の中心部Ｐを中心に、先端袋１０に放射状に取り付けられるため、各ベルト状部材１１ａ〜１１ｅは、直線状に伸びるように設けられる。
尚、図２、３において、翼８の後縁部８ａと前縁部８ｂのうち、薄肉の後縁部８ａ側に前記ベルト状部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの相互の間隔が広くなる側が設けられ、前縁部８ｂ側に相互の間隔が狭くなる側が設けられる。薄肉の後縁部８ａ側ではベルト状部材からの荷重を分散させて、ベルト状部材の荷重が集中して損傷を与えないようにする。
また、一部のベルト状部材の後縁部８ａ側にはガイド部材等の引っ掛け用のストラップ１２が形成されている。
また、一部のベルト状部材の後縁部８ａ側にはガイド部材等の引っ掛け用のストラップ１２が形成されている。
また、前記５本のベルト状部材１１ａ〜１１ｅのうちの、前記先端袋１０の開口部１０ａ寄りの、前記ベルト状部材１１ａおよび先端袋１０の開口部１０ａを次のように構成している。
図２、３のように、該ベルト状部材１１ａの内側部位（該ベルト状部材１１ａ裏側）の、先端袋１０を、一部突出させて突出部１３を形成し、該突出部１３と前記翼８の薄肉部の後縁部８ａとの間に隙間１４を形成している。この隙間１４は、図２に示すように隙間幅ｅから徐々に減少して本図では例えばベルト状部材１１ｂが固定されている位置でほぼゼロになるように傾斜隙間として形成されている。傾斜させることで後縁部８ａと先端袋１０との接触を徐々に逃がすようにしている。
図２、３のように、該ベルト状部材１１ａの内側部位（該ベルト状部材１１ａ裏側）の、先端袋１０を、一部突出させて突出部１３を形成し、該突出部１３と前記翼８の薄肉部の後縁部８ａとの間に隙間１４を形成している。この隙間１４は、図２に示すように隙間幅ｅから徐々に減少して本図では例えばベルト状部材１１ｂが固定されている位置でほぼゼロになるように傾斜隙間として形成されている。傾斜させることで後縁部８ａと先端袋１０との接触を徐々に逃がすようにしている。
また、前記ベルト状部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの中心部Ｐには、低摩擦の金属リング１５（低摩擦係数の樹脂材料等でもよい）が連結されている。
かかる実施形態においては、前記金属リング１５を低摩擦係数の材料・形状として複数のベルト状部材の根本部を束ねていることから、該金属リング１５からベルト状部材に均等に作用力をかけることができる。
さらに、金属リング１５を介してベルト状部材１１ａ〜１１ｅと操作用のロープ１１とを繋ぐため接合部の摩擦が低減されて、摩擦によってベルト状部材１１ａ〜１１ｅと操作用のロープ１１との接合部分が摩擦により破断することが防止され、耐久性を向上できる。
かかる実施形態においては、前記金属リング１５を低摩擦係数の材料・形状として複数のベルト状部材の根本部を束ねていることから、該金属リング１５からベルト状部材に均等に作用力をかけることができる。
さらに、金属リング１５を介してベルト状部材１１ａ〜１１ｅと操作用のロープ１１とを繋ぐため接合部の摩擦が低減されて、摩擦によってベルト状部材１１ａ〜１１ｅと操作用のロープ１１との接合部分が摩擦により破断することが防止され、耐久性を向上できる。
次に、かかる先端袋１０を装着して翼８をナセル４に組み付け手順について説明する。
風車０１の据付け時には、まず、翼８の前部(この例では３枚の翼)または選択された１枚〜複数毎の翼８（この例では２枚の翼）の端部に、先端袋１０を、翼８の先端部から一定長さを覆って嵌挿する。その時に、先端袋１０の開口部１０ａに形成された突出部１３を、翼８の後縁部８ａ側に位置するように嵌挿して後縁部８ａとの間に隙間１４が形成されるようにする。
風車０１の据付け時には、まず、翼８の前部(この例では３枚の翼)または選択された１枚〜複数毎の翼８（この例では２枚の翼）の端部に、先端袋１０を、翼８の先端部から一定長さを覆って嵌挿する。その時に、先端袋１０の開口部１０ａに形成された突出部１３を、翼８の後縁部８ａ側に位置するように嵌挿して後縁部８ａとの間に隙間１４が形成されるようにする。
その後、先端袋１０の外側で放射状のベルト状部材１１ａ〜１１ｅが束ねられる放射状の中心部Ｐに操作用のロープ１１を、金属リング１５を介して取り付ける、次いで、ロープ１１を引っ張りながら、ロータヘッド６の頂部をクレーンで吊り上げる。その際に、先端袋１０が装着された左右の２枚の翼８の先端から出た操作用のロープ１１を引っ張ることでロータの姿勢を制御する。そして、所定の位置に達したら、ロータヘッド６をナセル４へ組付けられる。
つぎに、かかる実施形態についての作用効果について説明する。
翼８の周囲に固定した５個のベルト状部材１１ａないし１１ｅを、中心部Ｐから放射状に形成して、直線状に伸びるように設けたため、操作用ロープの方向が変化してもベルト状部材１１ａないし１１ｅの特定の縫い目１１３ａ〜１１３ｅが引きちぎれることを抑制し、先端袋１０やベルト状部材１１ａ〜１１ｅに損傷が生じることを防止でき、耐久性を向上できる。
さらに、２本以上のベルト状部材が放射状に設けられるため、操作用ロープからベルト状部材および先端袋に作用する引っ張り力が翼先端部に分散して作用するので、操作ロープによる力が直接作用することで翼後縁部の損傷を抑制することができる。
また、該先端袋１０の開口部１０ａ側のベルト状部材１１ａの内側部位に、先端袋１０を一部突出させて形成した突出部と翼の薄肉部との間に隙間１４を形成する。すなわち、先端袋１０の開口部１０ａ側の形状を全体に比べて緩くする。これにより損傷する可能性が高い先端袋１０の開口部と翼８との接触を防止できる
特に、翼先端部の後縁８ａの部分は薄肉であることから、破損し易いため、後縁８ａ側に隙間１４を形成することが効果的である。
特に、翼先端部の後縁８ａの部分は薄肉であることから、破損し易いため、後縁８ａ側に隙間１４を形成することが効果的である。
即ち、前記隙間１４を形成することにより、操作用のロープ１１の引き方向が変化しても、先端袋１０の開口部１０ａと翼８の薄肉部つまり後縁部８ａの部分との間の隙間１４によって、先端袋１０の開口部１０ａへの当たりが緩和されるため、先端袋１０の開口部１０ａの破損の発生を防止できる。
この実施形態においては、前記ベルト状部材１１ａ〜１１ｅを５本設置したが、かかるベルト状部材は、先端袋１０の開口部１０ａよりの１１ａの他に１本でもよい。
また、前記ベルト状部材１１ａの隙間１４を、ベルト状部材１１ａの隙間１４から、隙間１４を徐々に小さくして行って、最後の１１ｅの隙間１４をゼロ（０）になるように形成しても良い。
また、前記ベルト状部材１１ａの隙間１４を、ベルト状部材１１ａの隙間１４から、隙間１４を徐々に小さくして行って、最後の１１ｅの隙間１４をゼロ（０）になるように形成しても良い。
１ 風力発電装置
２ 支柱
４ ナセル
６ ロータヘッド
８ 翼
８ａ 後縁部
８ｂ 前縁部
１０ 先端袋
１０ａ 開口部
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ ベルト状部材（ループ）
１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅ 固定部
１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ、１１２ｅ 先端帯部
１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ、１１３ｅ 縫い目
１２ ストラップ
１３ 突出部
１４ 隙間
１５ 金属リング（リング状体）
Ｌ 間隔
Ｐ 中心部
ｅ 隙間幅
２ 支柱
４ ナセル
６ ロータヘッド
８ 翼
８ａ 後縁部
８ｂ 前縁部
１０ 先端袋
１０ａ 開口部
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ ベルト状部材（ループ）
１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅ 固定部
１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ、１１２ｅ 先端帯部
１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ、１１３ｅ 縫い目
１２ ストラップ
１３ 突出部
１４ 隙間
１５ 金属リング（リング状体）
Ｌ 間隔
Ｐ 中心部
ｅ 隙間幅
Claims (4)
- 支柱の頂部に取り付けられたナセルと、風車の据付時に引き起こされて前記ナセルに組付けられるロータヘッド及び複数の翼とを備えるロータの据付け時に使用する、翼の先端部を保護する先端部保護袋であって、
翼の先端部から一定長さを覆って嵌挿される先端袋と、該先端袋の外側に形成される架空の中心部から放射状に配置され、前記先端袋の外面の全周に亘って固定される２本以上のベルト状部材を備え、前記中心部では、前記ベルト状部材の根元部が束ねられると共に操作用のロープが取り付けられることを特徴とする先端部保護袋。 - 前記先端袋の開口部側を一部突出させて突出部を形成し、該突出部と前記翼の薄肉部との間に隙間を形成したことを特徴とする請求項１記載の風車の先端部保護袋。
- 前記放射状の中心部に設けられて各ベルト状部材の根本部を束ねるリング状体を備え、該リング状体に係合する操作用のロープが取り付けられることを特徴とする請求項１記載の風車の先端部保護袋。
- 風車の据付時に引き起こされて支柱の頂部に取り付けられたナセルにロータヘッド及び複数の翼を備えて、前記風車の据付時に該複数の翼の先端部を保護する先端部保護袋を装着してロータを前記ナセルに組み付けるロータの組付方法であって、
前記複数の翼の少なくとも１つの翼の先端部に請求項１乃至３のいずれか１項に記載の風車の先端保護袋を嵌挿し、操作用のロープを取り付け、
前記ロープを引っ張って前記ロータの姿勢を制御しながらナセルに組付けることを特徴とするロータの組付方法。
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