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Patent Searching and Data


Title:
METHOD OF REPLACING WIND WHEEL FACILITY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/155983
Kind Code:
A1
Abstract:
A method of replacing a wind wheel facility can reduce costs required to replace a large-sized facility in a nacelle. The method includes a winch lifting step (S1) that, by using a permanent winch that is provided on a girder moving in the nacelle placed on a column, lifts up to the nacelle both a reciprocating winch used to replace a wind wheel facility, which is placed in the nacelle, and a balance for supporting the wind wheel facility; a wire lifting step (S2) that lifts a wire used to replace the wind wheel facility up to the nacelle from a drum placed on the ground; a winch replacement step (S3) for removing the permanent winch from the girder and mounting a replacement winch on the girder; and a wire placement step (S4) for passing the lifted wire over the reciprocating winch and a moving pulley that is provided between the balance and the girder.

Inventors:
NUMAJIRI TOMOHIRO (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/059799
Publication Date:
December 24, 2008
Filing Date:
May 28, 2008
Export Citation:
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Assignee:
MITSUBISHI HEAVY IND LTD (JP)
NUMAJIRI TOMOHIRO (JP)
International Classes:
F03D11/00; F03D1/06; F03D11/04
Foreign References:
JP2005531709A2005-10-20
JP2004512244A2004-04-22
JP2004293455A2004-10-21
EP1101934A22001-05-23
EP1291521A12003-03-12
Other References:
See also references of EP 2159420A4
Attorney, Agent or Firm:
FUJITA, Takaharu et al. (3-1 Minatomirai 3-chome,Nishi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa, JP)
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Claims:
 支柱上に設置されたナセル内を移動するガーダに設けられた常設ウインチにより、前記ナセル内に設置された風車用設備の交換に使用する往復動ウインチおよび前記風車用設備を支持する天秤を前記ナセルに引上げるウインチ引上げ工程と、
 前記風車用設備の交換に用いるワイヤを、地上に設置されたドラムから前記ナセルに引上げるワイヤ引上げ工程と、
 前記常設ウインチを前記ガーダから取り外し、前記交換用ウインチを前記ガーダに取り付けるウインチ交換工程と、
 前記引上げたワイヤを、前記往復動ウインチおよび前記天秤および前記ガーダの間に設けられた動滑車に配置するワイヤ配置工程と、
が設けられている風車用設備の交換方法。
Description:
風車用設備の交換方法

 本発明は、風車のナセル内に配置された 型設備の交換に用いて好適な風車用設備の 換方法に関する。

 通常、発電用風車のナセル内に設けられた ンテナンス用クレーンおよびウインチは、 セル内の軽量部品の交換のみを可能とした 量しか持たず、定期点検の際に使用するた に設計されている。
 よって、発電機やトランス等の大型設備に 大トラブルが発生した際に、これらの大型 備の交換作業には大型重機が用いられてい 。これらの大型設備の重大トラブル発生の スク頻度はそれほど高くはないが、大型設 の重大トラブルが発生した場合、大型重機 使用することによるコストインパクトが大 くなるという問題があった。

 上述の問題を回避するため、大型重機を使 しなくても大型設備の交換を可能とする種 の技術が提案されている(例えば、特許文献 1および2参照。)。

欧州特許第1101934号明細書

欧州特許出願公開第1291521号明細書

 上述の特許文献1には、クレーンアームをナ セル内に設けるとともに、ウインチを地上に 配置することで、大型重機を使用しなくても 大型設備の交換を可能としている。
 しかしながら、大型のクレーンアームを設 る必要があるとともに、クレーンアームを セル内に設けるため、ナセルが大型化する とから、大型設備の交換作業にかかるコス が増大するという問題があった。
 さらに、大型設備の吊り上げ、吊り下ろし 可能な大容量のウインチを使用するため、 型設備の交換作業にかかるコストが増大す という問題があった。

 上述の特許文献2には、ナセル内に移動可能 な滑車を設けるとともに、ウインチを地上に 配置することで、大型重機を使用しなくても 大型設備の交換を可能としている。
 しかしながら、上述の特許文献1に記載の技 術と同様に、大型設備の吊り上げ、吊り下ろ しが可能な大容量のウインチを使用するため 、大型設備の交換作業にかかるコストが増大 するという問題があった。

 本発明は、上記の課題を解決するために されたものであって、ナセル内の大型設備 交換作業に要するコストの低減を図ること できる風車用設備の交換方法を提供するこ を目的とする。

 上記目的を達成するために、本発明は、以 の手段を提供する。
 本発明は、支柱上に設置されたナセル内を 動するガーダに設けられた常設ウインチに り、前記ナセル内に設置された風車用設備 交換に使用する往復動ウインチおよび前記 車用設備を支持する天秤を前記ナセルに引 げるウインチ引上げ工程と、前記風車用設 の交換に用いるワイヤを、地上に設置され ドラムから前記ナセルに引上げるワイヤ引 げ工程と、前記常設ウインチを前記ガーダ ら取り外し、前記交換用ウインチを前記ガ ダに取り付けるウインチ交換工程と、前記 上げたワイヤを、前記往復動ウインチおよ 前記天秤および前記ガーダの間に設けられ 動滑車に配置するワイヤ配置工程と、が設 られている風車用設備の交換方法を提供す 。

 本発明によれば、ワイヤを巻き取るドラ を有する常設ウインチから、ドラムを持た い往復動ウインチに交換するとともに、風 用設備の交換に用いるワイヤを地上に設置 たドラムから供給することにより、使用す ワイヤ長が長くなる動滑車を用いることが きる。これにより、往復動ウインチに求め れる能力または容量を、動滑車を用いない 合と比較して小さくできるため、交換作業 要するコストの低減を図ることができる。 らに、大型重機などを用いることなく風車 設備の交換を行えるため、交換作業がより 易となり、交換作業に要するコストの低減 図ることができる。

 風車用設備を交換する際に、地上に設置 たドラムから風車用設備の交換に用いるワ ヤを引上げることにより、ナセル内にドラ を設置する空間を確保する必要がなくなる 特に、動滑車を用いる場合には必要となる イヤ長が長くなり、当該ワイヤを巻き取る ラムが大型化しやすくなる。このような場 でも、ドラムを地上に設置することでナセ の大型化を抑制でき、風車用設備の交換作 に要するコストの低減を図ることができる

 本発明の風車用設備の交換方法によれば ワイヤを巻き取るドラムを有する常設ウイ チから、ドラムを持たない往復動ウインチ 交換するとともに、風車用設備の交換に用 るワイヤを地上に設置したドラムから供給 るため、ナセル内の大型設備である風車用 備の交換作業に要するコストの低減を図る とができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る風車の概略 成を説明する模式図である。 図1のナセルの構成を説明する側面視図 である。 図1のナセルの構成を説明する上面視図 である。 図3の横行ウインチガーダにおいて、常 設ウインチが取り付けられた状態の構成を説 明する部分拡大上面視図である。 図4の横行ウインチガーダの構成を説明 する部分拡大側面視図である。 図3の横行ウインチガーダにおいて、往 復動ウインチが取り付けられた状態の構成を 説明する部分拡大上面視図である。 図6の横行ガーダの構成を説明する部分 拡大側面視図である。 図6の横行ガーダの構成を説明するA-A断 面視図である。 図6の横行ガーダの構成を説明するB-B断 面視図である。 図1の風車における発電設備の交換作 の流れを説明するフローチャートである。 図1の風車における第1および第2往復動 ウインチ引き上げを説明する模式図である。 図1の風車におけるワイヤの引き上げ 説明する模式図である。 図1の風車におけるウインチの交換を 明する模式図である。 図1の風車において発電設備の搬入ま は搬出を行っている状態を説明する模式図 ある。

符号の説明

  支柱2
  ナセル3
  発電設備(風車用設備)5
  ガーダ部(ガーダ)14
  常設ウインチ31
  往復動ウインチ41
  第1往復動ウインチ(往復動ウインチ)41A
  第2往復動ウインチ(往復動ウインチ)41B
  天秤61
  動滑車48
  ドラム71

 この発明の一実施形態に係る風車について 図1から図14を参照して説明する。
 図1は、本実施形態に係る風車の概略構成を 説明する模式図である。
 風車1は、図1に示すように、風力発電を行 ものである。風車1には、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3 と、略水平な軸線周りに回転可能にしてナセ ル3に設けられたローターヘッド4と、ロータ ヘッド4の回転により発電を行う発電設備( 車用設備)5と、が設けられている。

 ローターヘッド4には、その回転軸線周り に放射状にして複数枚の風車回転翼6が取り けられている。これにより、風車回転翼6に ーターヘッド4の回転軸線方向から風が当た ると、風車回転翼6にローターヘッド4を回転 線周りに回転させる力が発生し、ローター ッド4が回転駆動される。

 支柱2は、基礎Bから上方(図1の上方)に延 る柱状の構成とされ、例えば、複数のユニ トを上下方向に連結した構成とされている 支柱2の最上部には、ナセル3が設けられてい る。支柱2が複数のユニットから構成されて る場合には、最上部に設けられたユニット 上にナセル3が設置されている。

 図2は、図1のナセルの構成を説明する側面 図である。図3は、図1のナセルの構成を説明 する上面視図である。
 ナセル3は、図2および図3に示すように、ロ ターヘッド4を回転可能に支持するとともに 、内部に発電設備5を収納するものである。
 ナセル3には、支柱2の上端に取り付けられ ナセル台板11と、ナセル台板11に固定された 部フレーム12と、ナセル台板11および下部フ レーム12とに固定された上部フレーム13と、 部フレーム13の上に配置されたガーダ部(ガ ダ)14と、発電設備5などを上方から覆うナセ カバー15と、が設けられている。

 ナセル台板11は、支柱2に対して鉛直軸周 に回転可能、言い換えると、水平面上で回 可能に設けられており、ナセル台板11を駆 装置(図示せず)によって鉛直軸周りに回転駆 動することによって、ナセル3の向きが変え れる。

 ナセル台板11は、図2に示すように、支柱2の 上端に略水平にして取り付けられる床部11Aと 、床部11Aを上方から覆う殼体11Bと、が一体に 構成された構造物であって、例えば鋳物とし て一体に形成されている。
 殼体11Bには、ローターヘッド4と対向する位 置(図2の左端部)に第1開口部11H1が形成され、 1開口部11H1と対向する位置(図2の右端部)に 2開口部11H2が形成されている。

 ナセル台板11の床部11Aの後側端部(図2の右端 部)には下部フレーム12が固定され、床部11Aお よび殼体11Bには上部フレーム13の柱部材17が 定されている。
 さらに、ナセル台板11の内部には、ロータ ヘッド4の回転駆動力を後述する発電機71に 達する変速機16が設けられている。変速機16 、第1開口部11H1を通してローターヘッド4と 続され、第2開口部11H2を通して発電機71と接 続されている。

 下部フレーム12は、図2および図3に示すよう に、その上面に発電設備5が配置される支持 材である。下部フレーム12は、ナセル台板11 固定され、ナセル台板11から後方(図2の右方 向)に延びるように配置されている。
 下部フレーム12には、発電設備5などの搬入 搬出を行う開口部(図示せず)が設けられ、 部フレーム13の柱部材17が固定されている。

 上部フレーム13は、図2および図3に示すよう に、ナセル台板11および下部フレーム12の上 であって、ナセルカバー15の内部に配置され た棒状部材を組み合わせた構造物である。
 上部フレーム13には、ナセル台板11および下 部フレーム12に固定される柱部材17と、柱部 17の上端を繋ぐ梁部材18と、が設けられてい 。

 柱部材17は、ナセル台板11および下部フレー ム12の両側面に、それぞれ3本縦方向(図2およ 図3の左右方向)に並んで配置されている。
 梁部材18は、縦方向に延びるとともに、3本 んだ柱部材17の上端を繋いで配置されてい 。この梁部材18は後述する縦行ウインチガー ダ21の縦行レールの役割も果たしている。
 ローターヘッド4側に配置された柱部材17と 部材18との接続部には、上部フレーム13の構 造強度の向上を図る筋交部材19が配置されて る。

 ガーダ部14は、風車1のメンテナンスに用 られる機器や、潤滑油などの消耗品等の比 的軽量な物品の搬入や搬出に用いられると もに、それらより重量の大きな発電設備5の 搬入や搬出に用いられるものである。このガ ーダ部14は、上部フレーム13の梁部材18の上に 配置されている。

 ガーダ部14には、図2および図3に示すよう に、上部フレーム13の上を縦行する縦行ウイ チガーダ21と、縦行ウインチガーダの上を 行する横行ウインチガーダ22と、が設けられ ている。

 縦行ウインチガーダ21には、ナセル3の幅 向(図3の上下方向)に延び、一対の梁部材18 間にわたって配置される一対の横行用レー 23と、両横行用レール23を繋ぐ一対の縦行フ ーム24と、梁部材18と横行用レール23または 行フレーム24との間に配置された縦行ロー 25と、が設けられている。縦行ウインチガー ダ21は、これらの横行用レール23および縦行 レーム24により略矩形の構成となっている。

 横行ウインチガーダ22は、横行用レール23 の上を横行するものであって、後述する常設 ウインチ31および往復動ウインチ41が交換可 に取り付けられるものである。まず、常設 インチ31が取り付けられた状態の図を用いて 横行ウインチガーダ22の構成を説明する。

 図4は、図3の横行ウインチガーダにおいて 常設ウインチが取り付けられた状態の構成 説明する部分拡大上面視図である。図5は、 4の横行ウインチガーダの構成を説明する部 分拡大側面視図である。
 横行ウインチガーダ22には、図4に示すよう 、ナセル3の縦方向(図4の左右方向)に延び、 一対の横行用レール23の間にわたって配置さ る一対の支持フレーム26と、両支持フレー 26を繋ぐ一対の横行フレーム27と、横行用レ ル23の上面と支持フレーム26または横行フレ ーム27との間に配置された横行ローラ28と、 行用レール23の側面と支持フレーム26との間 配置されたサイドローラ29(図5参照)と、が けられている。横行ウインチガーダ22は、図 4に示すように、これらの支持フレーム26およ び横行フレーム27により略矩形の構成となっ いる。
 さらに、往復動ウインチ41を取り付ける際 用いられる一対の強度部材30が、一対の支持 フレーム26の間にわたって設けられている。

 常設ウインチ31は、風車1のメンテナンスに いられる機器や、潤滑油などの消耗品等の 品の搬入や搬出に用いられるウインチであ 、横行ウインチガーダ22に交換可能に取り けられるものである。風車1が稼動している きには、この常設ウインチ31が横行ウイン ガーダ22に取り付けられている。
 本実施形態では500kg未満の物品を巻き上げ 巻き下ろしができる容量(能力)を有する常設 ウインチ31に適用して説明するが、500kgから10 00kg程度の物品を巻き上げや巻き下ろしがで る容量(能力)を有する常設ウインチ31であっ もよく、特に限定するものではない。

 常設ウインチ31には、ワイヤが巻かれる 蔵ドラム部32と、内蔵ドラム部32を回転駆動 てワイヤを巻き上げおよび巻き降ろしする ータ部33と、が設けられている。ワイヤの 端には物品の搬入や搬出に用いられるフッ 34が取り付けられている。

 常設ウインチ31と横行ウインチガーダ22の支 持フレーム26との間には、一対の支持フレー 26にわたって延びる一対の低荷重用取付け レーム35と、常設ウインチ31と低荷重用取付 フレーム35との間に配置された矩形状のブ ケット36と、が設けられている。
 低荷重用取付けフレーム35は、支持フレー 26に対して着脱可能に、例えば、ボルトおよ びナットを用いて固定され、ブラケット36を 持している。ブラケット36は、常設ウイン 31を支持している。

 次に、横行ウインチガーダ22に、常設ウイ チ31の代わりに往復動ウインチ41が取り付け れた構成について説明する。
 図6は、図3の横行ウインチガーダにおいて 往復動ウインチが取り付けられた状態の構 を説明する部分拡大上面視図である。
 往復動ウインチ41は、発電設備5の発電機71 トランス72などの搬入や搬出に用いられ、横 行ウインチガーダ22に交換可能に取り付けら るものである。往復動ウインチ41は、発電 71等の交換する際のみに、常設ウインチ31を り外して横行ウインチガーダ22に取り付け れる。

 往復動ウインチ41には、図6に示すように、 体42と、筐体42に設けられた一対のワイヤの 出入口(図示せず)と、筐体42内でワイヤを牽 する牽引部43と、が設けられている。このよ うな構成により、一方の出入口を介して牽引 部43に導かれたワイヤは、牽引された後、他 の出入口を介して筐体42の外部に導かれて る。
 横行ウインチガーダ22には、2台の往復動ウ ンチ、つまり、第1往復動ウインチ(往復動 インチ)41Aおよび第2往復動ウインチ(往復動 インチ)41Bが、ナセル3の幅方向(図6の上下方 )に並んで取り付けられている。

 本実施形態では、1000kg程度の物品を巻き上 や巻き下ろしができる容量(能力)を有する 復動ウインチ41に適用して説明する。
 さらに、本実施形態では、2台の往復動ウイ ンチ41を横行ウインチガーダ22に取り付ける に適用して説明するが、往復動ウインチ41の 数は、1台であってもよいし、3台以上であっ もよく、特に限定するものではない。

 第1および第2往復動ウインチ41A,41Bと、支持 レーム26との間には、一対の支持フレーム26 にわたって延びる一対の高荷重用取付けフレ ーム44が設けられ、第1および第2往復動ウイ チ41A,41Bが高荷重用取付けフレーム44に取り けられている。
 第1往復動ウインチ41Aは、ワイヤの出入口が ナセル3の後方(図6の右方向)に向いて配置さ 、第2往復動ウインチ41Bは、ワイヤの出入口 ナセル3の前方(図6の左方向)に向いて配置さ れている。

 高荷重用取付けフレーム44は強度部材30(図4 照。)の上に着脱可能に、例えば、ボルトお よびナットを用いて固定されるものである。
 強度部材30は、横行フレーム27とともに、発 電機71等の交換時に、後述する第1および第2 部滑車部48UA,48UBにかかる荷重を支えるもの ある。

 横行ウインチガーダ22には、図6に示すよ に、ワイヤを第1往復動ウインチ41Aに導く第 1ガイド部45Aと、ワイヤを第2往復動ウインチ4 1Bに導く第2ガイド部45B、第1プーリ部46および 第2プーリ47と、動滑車48を構成する第1および 第2上部滑車部48UA,48UBと、ワイヤを第2往復動 インチ41Bから第2上部滑車部48UBに導く第3プ リ49と、がさらに設けられている。

 図7は、図6の横行ガーダの構成を説明する 分拡大側面視図である。
 第1および第2ガイド部45A,45Bは、図6および図 7に示すように、ナセル3の後方から導かれた イヤをそれぞれ第1および第2往復動ウイン 41A,41Bに導くものであって、一対の対向配置 れたガイドローラの組から構成されたもの ある。
 第1および第2ガイド部45A,45Bは、ナセル3の後 方側の横行フレーム27に、ナセル3の幅方向に 並んで着脱可能に配置されている。具体的に は、第1ガイド部45Aは第1往復動ウインチ41Aと 向する位置に配置され、第2ガイド部45Bは、 第2往復動ウインチ41Bと対向する位置に配置 れている。

 第1ガイド部45Aに導かれたワイヤは、第1 復動ウインチ41Aを介して第1上部滑車部48UAに 導かれ、第2ガイド部45Bに導かれたワイヤは 第1プーリ部46に導かれている。

 図8は、図6の横行ガーダの構成を説明するA- A断面視図である。
 第1プーリ部46は、図6および図8に示すよう 、第1ガイド部45Aに導かれたワイヤを、第2往 復動ウインチ41Bの下側(図8の下側)に導くもの である。
 第1プーリ部46は、ナセル3の後方側の横行フ レーム27と強度部材30との間であって、第2往 動ウインチ41Bと隣接する位置に着脱可能に 置されている。

 第1プーリ部46には、ワイヤを誘導する複数 第1小ローラ46Sが設けられている。第1小ロ ラ46Sは、上方に凸な円弧および下方に凸な 弧から構成された滑らかな曲線上に並んで 置されている。
 本実施形態では第1小ローラ46Sを8個用いた に適用して説明するが、第1小ローラ46Sの数 8個よりも多くても少なくてもよく、特に限 定するものではない。

 第2プーリ47は、第1プーリ部46および第2往復 動ウインチ41Bの間のワイヤが巻かれ、ワイヤ の導かれる方向をナセル3の後方に変えると もに、第2往復動ウインチ41Bの下方に導かれ ワイヤを第2往復動ウインチ41Bと同じ高さに 導くものである。
 第2プーリ47は、ナセル3の前方側の横行フレ ーム27と強度部材30との間であって、第2往復 ウインチ41Bと隣接する位置に着脱可能に配 されている。

 第3プーリ49は、第2往復動ウインチ41Bおよび 第2上部滑車部48UBの間のワイヤが巻かれ、第2 往復動ウインチ41Bからナセル3の前方に延び ワイヤの向きをナセル3の後方に変えるもの ある。
 第3プーリ49は、ナセル3の前方側の横行フレ ーム27における第2往復動ウインチ41Bと隣接す る位置に着脱可能に配置されている。

 図9は、図6の横行ガーダの構成を説明するB- B断面視図である。
 第1および第2上部滑車部48UA,48UBは、図6およ 図9に示すように、それぞれ後述する天秤61 第1および第2下部滑車部48DA,48DBと対になっ 動滑車48を構成するものである。
 第1上部滑車部48UAは、ナセル3の後方側の横 フレーム27および強度部材30の間であって、 第1往復動ウインチ41Aと隣接する位置に着脱 能に配置されている。第2上部滑車部48UBは、 ナセル3の前方側の横行フレーム27および強度 部材30の間であって、第1往復動ウインチ41Aと 隣接する位置に着脱可能に配置されている。

 第1上部滑車部48UAには、図9に示すように 複数の第2小ローラ51Sと、2つの上部プーリ52 と、ワイヤの端部を固定する固定部53と、が けられている。第1上部滑車部48UAでは、第2 ローラ51Sおよび2つの上部プーリ52は、第1往 復動ウインチ41A側から第2往復動ウインチ41B に向かって、第2小ローラ51S、上部プーリ52 よび上部プーリ52の順に並んで配置されてい る。

 複数の第2小ローラ51Sは、第1往復動ウイ チ41Aと第1下部滑車部48DAとの間のワイヤが巻 かれるものである。本実施形態では6個の第2 ローラ51Sを用いる例に適用して説明するが 第2小ローラ51Sの数は、6個よりも多くても いし、少なくてもよく、特に限定するもの はない。

 第1上部滑車部48UAでは、複数の第2小ロー 51Sは、上部プーリ52と略同一の半径を持つ 弧に沿って、約1/4周にわたって並んで配置 れている。最も上側に配置された第2小ロー 51Sは、第1往復動ウインチ41Aの出入口と略同 じ高さに配置され、残りの第2小ローラ51Sは 1往復動ウインチ41Aから離れるとともに下方 向かって、円弧に沿って略等間隔に配置さ ている。

 2つの上部プーリ52は、第1下部滑車部48DA 下部プーリ65との間でワイヤが巻かれるもの である。2つの上部プーリ52は、同軸に配置さ れているとともに、複数の第2小ローラ51Sと 較して上方に配置されている。

 固定部53は、ワイヤの端部が固定される 材であり、第1上部滑車部48UAの下面に設けら れている。具体的には、第1上部滑車部48UAお び第1下部滑車部48DAの間を巻かれたワイヤ 端部が固定部53に固定されている。

 第2上部滑車部48UBには、第1上部滑車部48UA と同様に、複数の第3小ローラ54Sと、2つの上 プーリ52と、ワイヤの端部を固定する固定 53と、が設けられている。第2上部滑車部48UB は、第3小ローラ54Sおよび2つの上部プーリ52 は、第1往復動ウインチ41A側から第2往復動ウ ンチ41B側に向かって、上部プーリ52、上部 ーリ52および第2小ローラ51Sの順に並んで配 されている。

 複数の第3小ローラ54Sは、第2往復動ウイ チ41Bと第2下部滑車部48DBとの間のワイヤが巻 かれるものである。本実施形態では6個の第2 ローラ51Sを用いる例に適用して説明するが 第2小ローラ51Sの数は、6個よりも多くても いし、少なくてもよく、特に限定するもの はない。

 第2上部滑車部48UBでは、複数の第3小ロー 54Sは、上部プーリ52と略同一の半径を持つ 弧に沿って、約1/4周にわたって並んで配置 れている。最も上側に配置された第2小ロー 51Sは、第3プーリ49と略同じ高さに配置され 残りの第3小ローラ54Sは第3プーリ49から離れ るとともに下方に向かって、円弧に沿って略 等間隔に配置されている。

 2つの上部プーリ52は、第2下部滑車部48DB 下部プーリ65との間でワイヤが巻かれるもの である。2つの上部プーリ52は、同軸に配置さ れているとともに、複数の第3小ローラ54Sと 較して上方に配置されている。

 固定部53は、ワイヤの端部が固定される 材であり、第2上部滑車部48UBの下面に設けら れている。具体的には、第2上部滑車部48UBお び第2下部滑車部48DBの間を巻かれたワイヤ 端部が固定部53に固定されている。

 横行ウインチガーダ22には、図7および図9に 示されるように、交換される発電機71を支持 る天秤61がさらに設けられている。
 天秤61には、交換される発電機71等を支持す る支持体62と、第1および第2上部滑車部48UA,48U Bとともに動滑車48を構成する第1および第2下 滑車部48DA,48DBと、が設けられている。

 支持体62は、ナセル3の前後方向(図9の左右 向)に延びる部材である。
 支持体62の下面には、発電機71等と係合され る係合部64が4箇所に設けられている。支持体 62には、第1および第2下部滑車部48DA,48DBがそ ぞれ第1および第2上部滑車部48UA,48UBと対向す る位置に配置されている。

 第1および第2下部滑車部48DA,48DBには、3つ 下部プーリ65が設けられ、3つの下部プーリ6 5は、ナセル3の幅方向に並んで同軸に配置さ ている。

 発電設備5には、図3に示すように、ロータ ヘッド4の回転駆動力が伝達され、発電を行 発電機71と、発電機71により発電された電力 を所定の周波数の交流電力(例えば、50Hzや60Hz の交流電力)に変換するトランス72と、が設け られている。これにより、ローターヘッド4 回転が所定の電力に変換される。
 発電機71およびトランス72は、ナセル3内に ける下部フレーム12の上に、ナセル3の幅方 (図3の左右方向)に並んで配置されている。 電機71は、変速機16と回転駆動力を伝達する ャフトを介して接続され、トランス72と発 された電力を導く配線を介して接続されて る。

 次に、上記の構成からなる風車1における発 電方法についてその概略を説明する。
 風車1においては、ローターヘッド4の回転 線方向から風車回転翼6に当たった風の力が ローターヘッド4を回転軸線周りに回転させ る動力に変換される。
 このローターヘッド4の回転は、変速機16に 達される。変速機16はローターヘッド4から 達された回転を増速して発電機71に伝達す 。発電機71は伝達された回転により回転数に 応じた電力を発電する。発電された電力はト ランス72に入力され、電力の供給対象に合わ た電力、例えば、周波数が50Hzまたは60Hzの 流電力に変換される。

 ここで、少なくとも発電を行っている間 、風の力を風車回転翼に効果的に作用させ ため、適宜ナセル3を水平面上で回転させる ことにより、ローターヘッド4は風上に向け れている。

 ここで、本実施形態の特徴である発電設備 交換方法について説明する。
 図10は、図1の風車における発電設備の交換 業の流れを説明するフローチャートである 図11は、図1の風車における第1および第2往 動ウインチ引き上げを説明する模式図であ 。
 風車1において、発電機71やトランス72など 発電設備5を交換する場合には、まず、図10 よび図11に示すように、常設ウインチ31を用 て第1および第2往復動ウインチ41A,41Bや、第1 および第2ガイド部45A,45Bや、第1プーリ部46、 2プーリ47および第3プーリ49や、第1および第 2上部滑車部48UA,48UBや、天秤61などがナセル3 に引上げられる(ウインチ引上げ工程、S1)。 11では、説明を簡単にするために、第1およ 第2ガイド部45A,45Bのみが記載されている。

 図12は、図1の風車におけるワイヤの引き上 を説明する模式図である。
 次に、常設ウインチ31のワイヤを、図10およ び図12に示すように、ナセル3の後部から下方 に下ろし、地上に設置された2台のドラム71に 巻かれた発電設備5の交換用のワイヤをそれ れナセル3に引上げる(ワイヤ引き上げ工程、 S2)。
 具体的には、上部フレーム13の後端に設置 れた誘導プーリ13Pを介して常設ウインチ31の ワイヤが下方に下ろされる。ナセル3に引上 られた交換用のワイヤは誘導プーリ13Pを介 てナセル3内に一時的に仮止めされる。

 本実施形態においては、ドラム71に巻か た交換用のワイヤの全長は、少なくとも地 からナセル3までの高さ(長さ)の約7倍の長さ ある。そのため、地上に設置したドラム71 らナセル3までワイヤを供給するとともに、 イヤが3往復する動滑車48を用いて発電設備5 を地上とナセル3との間で搬入や搬出を行う とができる。

 図13は、図1の風車におけるウインチの交換 説明する模式図である。
 交換用のワイヤが引上げられると、次に、 10および図13に示されるように、常設ウイン チ31と第1および第2往復動ウインチ41A,41Bとの 換作業が行われる(ウインチ交換工程、S3)。
 具体的には、まず、横行ウインチガーダ22 ら常設ウインチ31、ブラケット36および低荷 用取付けフレーム35が取り外される(図4参照 。)。その後、横行ウインチガーダ22に、高荷 重用取付けフレーム44、第1および第2ガイド 45A,45B、第1プーリ部46、第2プーリ47、第3プー リ49、第1および第2上部滑車部48UA,48UB、第1お び第2往復動ウインチ41A,41Bが取り付けられ (図6参照。)。
 取り外された常設ウインチ31、ブラケット36 および低荷重用取付けフレーム35は、ナセル3 内の空きスペースに保管される。

 第1および第2往復動ウインチ41A,41Bが横行 インチガーダ22に取り付けられると、次に ナセル3内に仮止めされた交換用のワイヤを それぞれ第1および第2往復動ウインチ41A,41B 、動滑車48に配置する作業が行われる(ワイ 配置工程、S4)。

 具体的には、図6に示すように、一方の交換 用のワイヤは、第1ガイド部45Aに通された後 、第1往復動ウインチ41Aの一方の出入口に通 れ、牽引部43に巻かれてから他方の出入口 引き出される。
 第1往復動ウインチ41Aから引き出されたワイ ヤは、第1上部滑車部48UAの複数の第2小ローラ 51Sに巻かれ、第1下部滑車部48DAにおける第1往 復動ウインチ41A側の下部プーリ65に巻かれる( 図9参照。)。そして、ワイヤは、第1上部滑車 部48UAの中央の上部プーリ52、第1下部滑車部48 DAの中央の下部プーリ65、第1上部滑車部48UAの 第2往復動ウインチ41B側の上部プーリ52、第1 部滑車部48DAの第2往復動ウインチ41B側の下部 プーリ65に巻かれる。
 最後に、ワイヤは第1上部滑車部48UAの固定 53に固定される。

 一方、他方の交換用のワイヤは、第2ガイド 部45Bから第1プーリ部46、第2プーリ47、第2往 動ウインチ41Bの順に通される。第2往復動ウ ンチ41Bにおけるワイヤの通し方は第1往復動 ウインチ41Aと同様である。
 第2往復動ウインチ41Bから引き出されたワイ ヤは、第2上部滑車部48UBの複数の第3小ローラ 54Sに巻かれ、第2下部滑車部48DBにおける第2往 復動ウインチ41B側の下部プーリ65に巻かれる( 図9参照。)。そして、ワイヤは、第2上部滑車 部48UBの中央の上部プーリ52、第2下部滑車部48 DBの中央の下部プーリ65、第2上部滑車部48UBの 第1往復動ウインチ41A側の上部プーリ52、第2 部滑車部48DBの第1往復動ウインチ41A側の下部 プーリ65に巻かれる。
 最後に、ワイヤは第2上部滑車部48UBの固定 53に固定される。

 以上により、発電設備5の交換の準備作業 が完了し、発電設備5の交換作業(発電設備交 工程、S5)が開始される。

 図14は、図1の風車において発電設備の搬入 たは搬出を行っている状態を説明する模式 である。
 まず、発電設備5の搬出作業について説明す る。搬出作業は、まず、図10および図14に示 ように、天秤61を搬出する発電設備5、例え 発電機71に取り付ける作業が行われる。具体 的には、天秤61の係合部64を発電機71の上部に 設けられた吊り下げ部(図示せず)に係合させ 。
 その後、第1および第2往復動ウインチ41A,41B よりワイヤを巻き上げることにより、発電 71を下部フレーム12から持ち上げる。そして 、縦行ウインチガーダ21および横行ウインチ ーダ22を移動させることにより、発電機71を 下部フレーム12の開口部(図示せず)の上方に 動させる。

 次に、第1および第2往復動ウインチ41A,41Bに りワイヤを巻き下げることにより発電機71 ナセル3から地上に下ろすことにより搬出作 が完了する。
 このとき、発電機71の重量は、第1および第2 往復動ウインチ41A,41Bなどにより支持され、 ラム71は支持していない。

 発電設備5の搬入作業については、上述の 搬出作業と同様の作業を逆の順番で行うこと により行われる。

 上記の構成によれば、内蔵ドラム部32を有 る常設ウインチ31から、ドラムを持たない第 1および第2往復動ウインチ41A,41Bに交換すると ともに、発電設備5の交換に用いる交換用の イヤを地上に設置したドラム71から供給する ことにより、使用するワイヤ長が長くなる動 滑車48を用いることができる。これにより、 1および第2往復動ウインチ41A,41Bに求められ 能力または容量を、動滑車48を用いない場 と比較して小さくできるため、交換作業に するコストの低減を図ることができる。さ に、大型重機などを用いることなく発電設 5の交換を行えるため、交換作業がより容易
となり、交換作業に要するコストの低減を図 ることができる。

 発電設備5を交換する際に、地上に設置し たドラム71から交換用のワイヤを引上げるこ により、ナセル3内にドラム71を設置する空 を確保する必要がなくなる。特に、動滑車4 8を用いる場合には必要となるワイヤ長が長 なり、当該ワイヤを巻き取るドラム71が大型 化しやすくなる。このような場合でも、ドラ ム71を地上に設置することでナセル3の大型化 を抑制でき、発電設備5の交換作業に要する ストの低減を図ることができる。




 
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