(57)【要約】【課題】風力発電装置の風車の主軸受、増速機および発電機を格納する筐体の内部の検査における作業負担を軽減することが可能な風力発電装置用監視装置および監視方法を提供する。【解決手段】風量発電装置用監視装置は、風力発電装置の風車の主軸受、増速機および発電機を格納するナセル３０の内部を監視する風力発電装置用監視装置である。風力発電装置用監視装置は、ナセル３０の内部に配置され、ナセル３０の内部の画像を取得するカメラ９１と、ナセル３０の外部に配置され、カメラ９１により取得されるナセル３０の内部の画像が表示されるモニタ９２とを備えている。【選択図】図２
2014020250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力発電装置の風車の主軸受、増速機および発電機を格納する筐体の内部を監視する風力発電装置用監視装置であって、
前記筐体の内部に配置され、前記筐体の内部の画像を取得する撮影部と、
前記筐体の外部に配置され、前記撮影部により取得される前記筐体の内部の前記画像が表示される表示部とを備える、風力発電装置用監視装置。
【請求項２】
前記撮影部は、パンおよびチルトが可能に構成されている、請求項１に記載の風力発電装置用監視装置。
【請求項３】
前記撮影部は、前記筐体の内部において移動可能に配置されている、請求項１または２に記載の風力発電装置用監視装置。
【請求項４】
前記撮影部は、赤外線サーモカメラを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の風力発電装置用監視装置。
【請求項５】
前記撮影部により取得される前記筐体の内部の監視領域の画像を記憶する記憶部をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の風力発電装置用監視装置。
【請求項６】
前記撮影部により取得される前記筐体の内部の画像に基づいて、前記筐体の内部に配置される回転部材の回転速度を検出することが可能に構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の風力発電装置用監視装置。
【請求項７】
風力発電装置の風車の主軸受、増速機および発電機を格納する筐体の内部を監視する監視方法であって、
前記筐体の内部に配置される撮影部により前記筐体の内部の画像を取得するステップと、
前記筐体の外部に配置される表示部に表示される前記筐体の内部の画像より、前記筐体の内部の状態を確認するステップとを備える、監視方法。
【請求項８】
前記撮影部により取得される前記筐体の内部の画像は、前記筐体の内部の温度分布の情報を含んでいる、請求項７に記載の監視方法。
【請求項９】
前記撮影部により取得される前記筐体の内部の監視領域の画像と、前記画像よりも前に前記撮影部により取得された前記監視領域の画像とを比較することにより、前記筐体の内部の状態を確認するステップをさらに備える、請求項７または８に記載の監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電装置用監視装置および監視方法に関するものであり、より特定的には、風力発電装置の風車の主軸受、増速機および発電機を格納する筐体の内部を監視する風力発電装置用監視装置および監視方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置においては、運転監視装置（Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ａｎｄ  Ｄａｔａ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ：ＳＣＡＤＡ）や状態監視装置（Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＣＭＳ）などにより風車の運転状態が遠隔的に監視される。ＳＣＡＤＡでは、風車の発電量や風速などの運転情報が収集され、ＣＭＳでは、機器の損傷や劣化状態などが監視される。一方、このような監視装置の他の例としては、コンバインの穀粒排出装置において、穀粒の排出停止状態から排出駆動状態に運転状態を切り替える際に穀粒排出の状態を監視するモニタリング装置なども提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２３７３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
風力発電装置においては、ＳＣＡＤＡやＣＭＳによる遠隔監視に加えて、作業者が自ら風車に登り、風車のタワー上方に設置されるナセルの内部を目視確認する検査が定期的（たとえば１月毎）に実施される。この場合、作業者が自ら風車に登り、ナセルの内部に格納された機器の損傷や劣化状態を目視確認する必要があるため、検査に長時間を要するという問題がある。したがって、作業者が風車に登ることなく、ナセルの内部の状態を遠隔的に目視確認することができれば、検査に要する作業時間が短縮され、その結果検査における作業負担を軽減することができる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、風力発電装置の風車の主軸受、増速機および発電機を格納する筐体の内部の検査における作業負担を軽減することが可能でかつ、風車の動作中でもリアルタイムに当該筐体の内部を検査することが可能な風力発電装置用監視装置および監視方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の風力発電装置用監視装置は、風力発電装置の風車の主軸受、増速機および発電機を格納する筐体の内部を監視する風力発電装置用監視装置であって、以下の構成を備えている。すなわち、本発明の風力発電装置用監視装置は、筐体の内部に配置され、筐体の内部の画像を取得する撮影部と、筐体の外部に配置され、撮影部により取得される筐体の内部の画像が表示される表示部とを備えている。
【０００７】
本発明の風力発電装置用監視装置では、風力発電装置の風車の筐体の内部の画像が撮影部により取得され、当該画像が筐体の外部に配置された表示部に表示される。そのため、筐体の内部の検査において、作業者が筐体内に入って直接その内部を目視確認することなく、筐体の外部に配置される表示部に表示される画像によりその内部の状態を目視確認することができる。その結果、風力発電装置の筐体の内部の検査における作業負担を軽減することができる。また、本発明の風力発電装置用監視装置では、表示部に表示された筐体の内部の画像により、風車の動作中でも当該筐体の内部をリアルタイムに目視確認することができる。そのため、任意の時間に検査可能となり、かつ検査周期をより短くすることが可能となる。このように、本発明の風力発電装置用監視装置によれば、風力発電装置の風車の主軸受、増速機および発電機を格納する筐体の内部の検査における作業負担を軽減することが可能でかつ、風車の動作中でもリアルタイムに当該筐体の内部を検査することが可能な風力発電装置用監視装置を提供することができる。なお、筐体とは、風力発電装置の風車のナセルを意味する。
【０００８】
上記風力発電装置用監視装置において、撮影部は、パンおよびチルトが可能に構成されていてもよい。また、撮影部は、筐体の内部において移動可能に配置されていてもよい。これにより、筐体の内部において撮影部により画像を取得することが可能な範囲がより広くなる。
【０００９】
上記風力発電装置用監視装置において、撮影部は、赤外線サーモカメラを含んでいてもよい。これにより、筐体の内部の外観状態に加えて、筐体の内部の温度分布を確認することができる。その結果、筐体の内部の状態をより詳細に確認することができる。
【００１０】
上記風力発電装置用監視装置は、撮影部により取得される筐体の内部の監視領域の画像を記憶する記憶部をさらに備えていてもよい。これにより、撮影部により取得される筐体の内部の監視領域の画像と、当該画像よりも前に撮影部により取得され、記憶部に記憶された筐体の内部の当該監視領域の画像とを比較することが可能となる。その結果、筐体の内部の状態をさらに詳細に確認することができる。
【００１１】
上記風力発電装置用監視装置は、撮影部により取得される筐体の内部の画像に基づいて、筐体の内部に配置される回転部材の回転速度を検出することが可能に構成されていてもよい。これにより、回転部材の回転速度を検出するための機構を別途設けることなく、回転部材の回転速度を検出することができる。
【００１２】
本発明の監視方法は、風力発電装置の風車の主軸受、増速機および発電機を格納する筐体の内部を監視する監視方法であって、以下のステップを備えている。すなわち、本発明の監視方法は、筐体の内部に配置される撮影部により筐体の内部の画像を取得するステップと、筐体の外部に配置される表示部に表示される筐体の内部の画像より、筐体の内部の状態を確認するステップとを備えている。
【００１３】
本発明の監視方法では、上記ステップにより筐体の内部の状態が確認されるため、筐体の内部の検査において、作業者が筐体内に入って直接その内部を目視確認することなく、筐体の外部に配置される表示部に表示される画像によりその内部の状態を目視確認することができる。その結果、風力発電装置の筐体の内部の検査における作業負担を軽減することができる。また、本発明の監視方法では、表示部に表示される筐体の内部の画像により、風車の動作中でも当該筐体の内部をリアルタイムに目視確認することができる。そのため、任意の時間に検査可能となり、かつ検査周期をより短くすることが可能となる。このように、本発明の監視方法によれば、風力発電装置の風車の主軸受、増速機および発電機を格納する筐体の内部の検査における作業負担を軽減することが可能でかつ、風車の動作中でもリアルタイムに当該筐体の内部を検査することが可能な監視方法を提供することができる。
【００１４】
上記監視方法において、撮影部により取得される筐体の内部の画像は、筐体の内部の温度分布の情報を含んでいてもよい。これにより、筐体の内部の状態をより詳細に確認することができる。
【００１５】
上記監視方法は、撮影部により取得される筐体の内部の監視領域の画像と、当該画像よりも前に撮影部により取得された当該監視領域の画像とを比較することにより、筐体の内部の状態を確認するステップをさらに備えていてもよい。これにより、筐体の内部の状態をさらに詳細に確認することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上の説明から明らかなように、本発明の風力発電装置用監視装置および監視方法によれば、風力発電装置の風車の主軸受、増速機および発電機を格納する筐体の内部の検査における作業負担を軽減することが可能でかつ、風車の動作中でもリアルタイムに当該筐体の内部を検査することが可能な風力発電装置用監視装置および監視方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】風力発電装置の構成を示す概略図である。
【図２】風力発電装置用監視装置の構成を示す概略図である。
【図３】撮影部の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１９】
まず、本実施の形態の風力発電装置の構成について説明する。図１を参照して、本実施の形態の風力発電装置の風車１０は、ブレード２０と、筐体としてのナセル３０と、タワー４０と、主軸５０と、増速機６０と、発電機７０と、主軸受８０とを主に備えている。ナセル３０の内部には、主軸５０と、増速機６０と、発電機７０と、主軸受８０と、撮影部としてのカメラ９１が格納されている。カメラ９１は、後述する本実施の形態の風力発電装置用監視装置を構成する。
【００２０】
ナセル３０は、地上（図示しない）に設置されたタワー４０の上方、すなわち高所に設置されている。ブレード２０は、ナセル３０の外部に突出した主軸５０の一端に接続されている。主軸５０は、ナセル３０内において主軸受８０により軸周りに回転可能に支持されている。主軸５０のブレード２０が接続される一端とは反対側の他端には、増速機６０が接続されている。主軸受８０は、転がり軸受であって、たとえば自動調芯ころ軸受、円すいころ軸受、円筒ころ軸受、あるいは玉軸受などである。また、これらの軸受は、単列のものでも複列のものでもよい。
【００２１】
増速機６０は、ナセル３０内において主軸５０と発電機７０との間に設けられている。増速機６０は、主軸５０の回転を増速し、出力軸６１を介して増速された主軸５０の当該回転を発電機７０へ出力する。増速機６０は、たとえば遊星ギヤや中間軸、高速軸などを含む歯車増速機構により構成される。発電機７０は、増速機６０の出力軸６１に接続され、増速機６０から出力された回転により発電する。発電機７０は、たとえば誘導発電機である。
【００２２】
次に、本実施の形態の風力発電装置の動作について説明する。図１を参照して、まず、風力を受けてブレード２０が回転することにより、ブレード２０に接続された主軸５０が主軸受８０により支持されつつ回転する。主軸５０の当該回転は、増速機６０に伝達されて増速され、出力軸６１の回転に変換される。そして、出力軸６１の当該回転は発電機７０に伝達され、電磁誘導作用により発電機７０において起電力が発生する。このようにして、本実施の形態の風力発電機は動作する。
【００２３】
次に、本実施の形態の風力発電装置用監視装置の構成について説明する。本実施の形態の風力発電装置用監視装置は、上記本実施の形態の風力発電装置の風車１０の主軸受８０、増速機６０および発電機７０を格納するナセル３０の内部を監視する風力発電装置用監視装置である。すなわち、本実施の形態の風力発電装置用監視装置は、ナセル３０のように高所に設置された風車のナセルの内部を監視する風力発電装置用監視装置である。図２を参照して、本実施の形態の風力発電装置用監視装置は、ナセル３０の内部に配置される撮影部としてのカメラ９１と、ナセル３０の外部に配置される監視用コンピュータ９０とを主に備えている。
【００２４】
カメラ９１は、たとえばナセル３０内の天井部に固定して配置されており、ナセル３０の内部の画像を取得する。カメラ９１は、図２中矢印に示すようにパンおよびチルトが可能に構成されている。カメラ９１には、電源ケーブル９３および通信ケーブル９４が接続されており、カメラ９１により取得されたナセル３０の内部の画像は、通信ケーブル９４を介してナセル３０の外部に配置される監視用コンピュータ９０に転送される。
【００２５】
ナセル３０の内部には、図２に示すように一のカメラ９１が配置されていてもよいし、また複数のカメラ９１が配置されていてもよい。また、カメラ９１は、ナセル３０内の天井部に固定して配置されていてもよいがこれに限られるものではない。すなわち、カメラ９１は、ナセル３０の内部の画像を取得可能な位置に配置されていればよく、たとえばナセル３０の底面部に固定して配置されていてもよい。また、カメラ９１は、ナセル３０の内部の外観状態を確認するための通常のカメラであってもよいが、これに限られるものではない。すなわち、カメラ９１は、赤外線カメラであってもよく、特に監視対象物の温度分布を確認することができる赤外線サーモカメラであることが好ましい。また、複数のカメラ９１がナセル３０の内部に配置される場合には、通常のカメラと赤外線サーモカメラとがそれぞれ配置されてもよい。
【００２６】
監視用コンピュータ９０は、カメラ９１により取得されるナセル３０の内部の画像を表示する表示部としてのモニタ９２を含み、たとえば風車から離れた地上の監視室（図示しない）内などに設置される。監視用コンピュータ９０のコンピュータ本体９５には、カメラ９１により取得されるナセル３０の内部の監視領域の画像を記憶する記憶部としてのメモリが搭載されている。一旦メモリに記憶された当該画像は、モニタ９２に再度表示させることができる。また、監視用コンピュータ９０は、カメラ９１により取得されるナセル３０の内部の画像に基づいて、ナセル３０の内部に配置される回転部材としての主軸５０や発電機軸の回転速度を検出することが可能に構成されている。
【００２７】
次に、本実施の形態の監視方法について説明する。本実施の形態の監視方法は、上記本実施の形態の風力発電装置の風車１０の主軸受８０、増速機６０および発電機７０を格納するナセル３０の内部を監視する監視方法であって、上記本実施の形態の風力発電装置用監視装置を用いて実施される。まず、図１を参照して、風力発電装置のナセル３０の内部に配置されるカメラ９１によりナセル３０の内部の画像が取得される。ここで、カメラ９１が赤外線サーモカメラである場合には、カメラ９１により取得されるナセル３０の内部の画像は、ナセル３０の内部の温度分布の情報を含んでいる。
【００２８】
次に、ナセル３０の外部に配置される監視用コンピュータ９０のモニタ９２に表示されるナセル３０の内部の画像より、ナセル３０の内部の状態が確認される。次に、カメラ９１により取得されるナセル３０の内部の監視領域の画像と、当該画像より前にカメラ９１により取得され、コンピュータ本体９５のメモリに記憶された当該監視領域の画像とを比較することにより、ナセル３０の内部にある機器の損傷や劣化状態などがより詳細に確認される。そして、当該比較に基づき、ナセル３０の内部の機器についてメンテナンスの要否などが判断される。このようにしてナセル３０の内部の状態が確認され、本実施の形態の監視方法が完了する。
【００２９】
以上のように、本実施の形態の風力発電装置用監視装置では、風力発電装置の風車１０のナセル３０の内部の画像がカメラ９１により取得され、当該画像がナセル３０の外部に配置された監視用コンピュータ９０のモニタ９２に表示される。そのため、ナセル３０の内部の検査において、作業者が高所に設置されるナセル３０まで登りその内部を目視確認することなく、地上にある監視室内に設置された監視用コンピュータ９０のモニタ９２に表示される画像により、ナセル３０の外部からその内部の状態を目視確認することができる。すなわち、本実施の形態の風力発電装置用監視装置では、ナセル３０の内部を遠隔的に目視確認することが可能であり、その結果風力発電装置のナセル３０の内部の検査における作業負担を軽減することができる。また、本実施の形態の風力発電装置用監視装置では、モニタ９２に表示されたナセル３０の内部の画像により、風車１０の動作中でもナセル３０の内部をリアルタイムに目視確認することができる。そのため、任意の時間に検査可能で、かつ検査周期をより短くすることが可能となる。このように、本実施の形態の風力発電装置用監視装置によれば、風力発電装置の風車１０の主軸受８０、増速機６０および発電機７０を格納するナセル３０の内部の検査における作業負担を軽減し、かつ風車１０の動作中でもリアルタイムにナセル３０の内部を検査することができる。
【００３０】
また、上述のように、本実施の形態の風力発電装置用監視装置では、カメラ９１は、パンおよびチルトが可能に構成されていてもよい。これにより、ナセル３０の内部においてカメラ９１により画像を取得可能な範囲がより広くなる。
【００３１】
また、上述のように、本実施の形態の風力発電装置用監視装置では、カメラ９１は、ナセル３０の内部において固定して配置されていてもよいが、これに限られるものではない。すなわち、図３に示すように、カメラ９１が、ナセルの内部に設置されたベルト９６上に配置され、駆動モータ９８を動作させることにより、当該カメラ９１がレール９７に沿って図中矢印方向に移動可能に配置されていてもよい。これにより、カメラ９１がパンおよびチルトが可能に構成される場合と同様に、ナセル３０の内部においてカメラ９１により画像を取得可能な範囲がより広くなる。さらに、カメラ９１が、パンおよびチルトが可能でかつ、ナセル３０の内部において移動可能に配置されている場合には、カメラ９１により画像を取得可能な範囲が一層広くなる。なお、カメラ９１のパンおよびチルト、ならびにレール９７に沿った移動は、ナセル３０の外部に配置された監視用コンピュータ９０により制御可能となっている。
【００３２】
また、上述のように、本実施の形態の風力発電装置用監視装置では、カメラ９１は、たとえば監視対象物の温度分布を確認することができる赤外線サーモカメラを含んでいてもよい。これにより、ナセル３０の内部の外観状態に加えて、ナセル３０の内部の温度分布をさらに確認することができる。その結果、ナセル３０の内部の状態をより詳細に確認することができる。
【００３３】
また、上述のように、本実施の形態の風力発電装置用監視装置は、カメラ９１により取得されるナセル３０の内部の監視領域の画像を記憶する記憶部としてのメモリをさらに備えていてもよい。これにより、カメラ９１により取得されるナセル３０の内部の監視領域の画像と、当該画像よりも前にカメラ９１により取得された当該監視領域の画像とを比較しつつ、ナセル３０の内部の機器の損傷や劣化状態を確認することができる。その結果、ナセル３０の内部の機器の損傷や劣化状態をより詳細に確認することができる。また、カメラ９１として赤外線サーモカメラが採用される場合には、ナセル３０の内部の一の温度分布の情報と、当該一の温度分布よりも前に取得されたナセル３０の内部の他の温度分布の情報とを比較することにより、ナセル３０の内部における温度分布の変化をより詳細に確認することができる。そして、得られた温度分布の変化の情報に基づいて、ナセル３０の内部の機器の異常発生の有無などを判定することができる。
【００３４】
また、上述のように、本実施の形態の風力発電装置用監視装置は、カメラ９１により取得されるナセル３０の内部の主軸５０や発電機軸の画像に基づいて、主軸５０や発電機軸の回転速度を検出することが可能に構成されていてもよい。これにより、主軸５０や発電機軸の回転速度を検出する回転検出器などの機構を別途設けることなく、主軸５０や発電機軸の回転速度を検出することができる。
【００３５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の風力発電装置用監視装置および監視方法は、風力発電装置の風車の主軸受、増速機および発電機を格納する筐体の内部の検査における作業負担を軽減することが要求される風力発電装置用監視装置および監視方法において、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００３７】
１０  風車、２０  ブレード、３０  ナセル、４０  タワー、５０  主軸、６０  増速機、６１  出力軸、７０  発電機、８０  主軸受、９０  監視用コンピュータ、９１  カメラ、９２  モニタ、９３  電源ケーブル、９４  通信ケーブル、９５  コンピュータ本体、９６  ベルト、９７  レール、９８  駆動モータ。
【図１】
2014020250.tif 000003
【図２】
2014020250.tif 000004
【図３】
2014020250.tif 000005