(57)【要約】  本発明は、地面に固着された基礎上方の直立姿勢および地面に近接した折り畳み姿勢をとるように連節されたマストを備える風力発電機を提供する。マストは、一緒に連節された実質的直線部分から構成されており、マストを直立姿勢にまたは折り畳み姿勢に移らせるために旋回するようになっている。風力発電機はさらに、直立姿勢でマストをロックするために、これらの部分のうちの２つの間の関節の少なくとも１つに位置するロック装置を含む。ロック装置（１４）は、マスト内側の前記関節（５６）の２つの直線部分うちの１つの端部に位置する、半径方向に移動可能な固定リング（１４００）と、固定リング（１４００）を半径方向に移動可能で、関節の２つの直線部分間に密接な雌雄タイプの接続を生成するようにしている作動手段（１４０１、１４０３、１４０５）と、を備える。【選択図】図３Ａ
2009540186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地面に固着された基礎上方の直立姿勢および地面に近接した折り畳み姿勢をとるように連節されたマストであって、互いに連節された実質的直線部分（５、６、７）からなりマストを直立姿勢にまたは折り畳み姿勢に移らせるために旋回するようになっているマスト（１）を備え、２つの前記部分間の関節（５６、５７）の少なくとも１つに配置されて、直立姿勢で前記マストを固定するようにしているロック装置をさらに備える風力発電機であって、
前記ロック装置（１４）が、
前記マストの内側の前記関節（５６）の２つの前記部分のうちの１つ（６）の端部に配置された半径方向に移動可能な固定リング（１４００）と、
前記固定リング（１４００）を半径方向に移動可能であり、前記関節の２つの前記部分（５、６）間の緊密な雌雄タイプの接続を生じさせるようにしている作動手段（１４０１、１４０３、１４０５）と、
を備えることを特徴とする風力発電機。
【請求項２】
前記固定リングが、半径方向に移動可能なリング部（１４０２、１４０４、１４０６）からなることを特徴とする、請求項１に記載の風力発電機。
【請求項３】
前記作動手段が、２つの隣接したリング部の半径方向の移動を制御することが可能なジャッキ（１４０１、１４０３、１４０５）を備えることを特徴とする、請求項２に記載の風力発電機。
【請求項４】
前記作動手段の前記ジャッキ（１４０１、１４０３、１４０５）が、油圧ジャッキであることを特徴とする、請求項３に記載の風力発電機。
【請求項５】
前記油圧ジャッキ（１４０１、１４０３、１４０５）は、半径方向に実質的に作動することを特徴とする、請求項４に記載の風力発電機。
【請求項６】
前記油圧ジャッキ（１４０１、１４０３、１４０５）は、前記マストの軸から実質的に半径方向に伸びており、
各ジャッキ（１４０１）は、前記ジャッキに結び付いた２つの隣接した前記リング部（１４０２、１４０４）に結合されるとともに前記ジャッキの軸に沿って移動可能なロッド（１４０７）を備えることを特徴とする、請求項５に記載の風力発電機。
【請求項７】
２つの隣接した前記リング部（１４０２、１４０４）のそれぞれは、旋回リンクに沿って、それぞれの接続枝（１４０８）によって、結び付いた前記ジャッキ（１４０１）の前記ロッド（１４０７）に結合されており、２つの前記接続枝（１４０８）の前記ロッド上の旋回点は、共通の旋回点であることを特徴とする、請求項６に記載の風力発電機。
【請求項８】
前記ロック装置はまた、各ジャッキ（１４０１）の前記ロッド（１４０７）の端部に据え付けられた横木（１４０９）を備え、
前記横木は、前記マストを固定するとき、前記ジャッキ（１４０１）に接続された２つの隣接した前記リング部間に位置することが可能であることを特徴とする、請求項６または７に記載の風力発電機。
【請求項９】
前記横木は、実質的に台形の形状であり、
互いに対向する２つの隣接した前記リング部の自由端は斜角をつけられており、マストを固定するとき、それらの間に前記横木を収容するようにしていることを特徴とする、請求項８に記載の風力発電機。
【請求項１０】
前記ロック装置は、互いに対して１２０°で実質的に配置されるとともに前記マストの中心に位置する共通の支持ベース（１４２４）に接続された３つの油圧ジャッキを備えることを特徴とする、請求項４〜９のいずれか一項に記載の風力発電機。
【請求項１１】
風力発電機は、下部分（６）と上部分（５）との間の旋回を調整することが可能な少なくとも１つの主旋回装置（２００）をさらに備え、前記上部分および前記下部分は、風力発電機の折り畳み姿勢において互いの上に実質的に水平に伸びていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の風力発電機。
【請求項１２】
前記主旋回装置（２００）は、前記マストの横断面に伸びている１セットの平行な油圧ジャッキ（２６０、２６２）によって制御されることを特徴とする、請求項１１に記載の風力発電機。
【請求項１３】
前記マストは、前記ジャッキを支持するために、前記上部分と前記下部分との間の関節の箇所に配置されたジャッキ支持要素（２６５、２６５０）を備えることを特徴とする、請求項１２に記載の風力発電機。
【請求項１４】
前記主旋回装置（２００）の前記ジャッキはそれぞれ、前記ジャッキを押し付けるとき、風力発電機の前方へ前記ジャッキの軸に沿って移動可能なロッド（２６１）を備えることを特徴とする、請求項１３に記載の風力発電機。
【請求項１５】
前記主旋回装置は、前記ジャッキの軸に垂直な水平軸に沿った２つの連節されたリンク装置（２４０、２４２）を備え、各リンク装置の端部（２４Ｂ、２４Ｃ）が、一方では前記上部分（５）に据え付けられ、他方では前記マストの各側面の前記下部分（７）に据え付けられていることを特徴とする、請求項１４に記載の風力発電機。
【請求項１６】
前記リンク装置（２４）は、接続部材（２１）上に連節されており、
各ジャッキの前記ロッド（２６１）は、前記接続部材（２１）に結合されていることを特徴とする、請求項１５に記載の風力発電機。
【請求項１７】
前記リンク装置（２４）の上端部は、前記マストの内壁に据え付けられた接続部材（２１０）によって互いに結合されており、
各ジャッキの前記ロッド（２６１）は、前記リンク装置（２４）の前記関節（２４Ｆ）のうちの１つに結合されていることを特徴とする、請求項１５に記載の風力発電機。
【請求項１８】
前記マストは、風力発電機の端部に実質的に垂直に据え付けられ垂直に方向を合わせられるとともに前記マストの前記下部分（６）上に連節されたベース部分（７）を備え、
風力発電機は、前記マスト（６）の前記下部分と前記ベース部分（７）との間の旋回を調整することが可能な補助旋回装置（２０２）を備えることを特徴とする、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の風力発電機。
【請求項１９】
前記補助旋回装置（２０２）は、前記マストの内側に配置された油圧ジャッキ（２５）を備え、前記ジャッキは、マストの前方で、一方では前記ベース部分（７）に接続され、他方では前記マスト（６）の前記下部分の内壁に接続されていることを特徴とする、請求項１８に記載の風力発電機。
【請求項２０】
前記ジャッキ（２５）は、前記ジャッキの軸に沿って移動可能なロッド（２６１）を備え、
前記ジャッキは、前記ロッド（２５１）の自由端で前記ベース部分（７）に結合されていることを特徴とする、請求項１９に記載の風力発電機。
【請求項２１】
前記主旋回装置（２００）および前記補助旋回装置（２０２）は、同期して作動することを特徴とする、請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の風力発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地面に固着された基礎上方の直立姿勢および地面に近接した折り畳み姿勢をとるように連節されているマストを備えた風力発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
そのようなマストは実質的直線部分からなり、直線部分は互いに連節されて、実質的に垂直に一直線に並べられた直立姿勢と折り畳み姿勢との間で旋回することができるようになっている。
【０００３】
一般的に、風力発電機は、強風の場合に破損を受けることを防ぐために、折り畳み姿勢に配置されている。
【０００４】
通常は、制御システムが設けられて、マストが直立姿勢に保たれることを確実にし、また様々な被連節部分の旋回を調整して、直立姿勢から折り畳み姿勢に、同様に折り畳み姿勢から直立姿勢に、マストを変形させるようにしている。
【０００５】
ＦＲ２８２３６７４Ａは、風力発電機の支持マストが、垂直に一直線に並べられるとともにメンテナンス目的で地面の位置まで下げられることを可能にする制御システムを提案している。この制御システムは、ステイワイヤの形状のケーブルによって支持マストに接続された昇降マストを備える。昇降マストは、地面上のその端部で、制御装置によって作動される昇降ケーブルを巻くためのウィンチを支持し、地面上に完全に平らに風力発電機を下げて置くことができるようにしている。支持マストおよび補助マストは、地面に据え付けられたベースと共通の地点で連節されている。
【０００６】
ＦＲ２８２３６７４に記載されている制御システムは、マストを直立姿勢に保つことができるうえに、ケーブルを操作することによってマストを下げることができる。しかしながら、ケーブルの取り扱いや操作は、強風のときは危険である。ウィンチはまた、風力発電機の周りの広い面積をふさぎ、そのことが、設備の設置および風力発電機のポッドのロータの直径を制限する。
【０００７】
垂直姿勢で支持マストを一直線に並べ、またメンテナンスの目的でマストを地面の位置に下げるための制御システムを備えた風力発電機は、同様に、ＪＰ６２２８２１６７から公知である。風力発電機の支持マストは、ケーブルによって昇降マストに接続され、連節された状態で台座に結合されている。昇降マストは、ウィンチに接続された一端を有し、制御装置がウィンチに作用して、支持マストおよび昇降マストが垂直姿勢から水平姿勢に傾くことを可能にするようにしている。しかしながら、そのような風力発電機は、低身長のマストを使用することを必要とする。さらに、風力発電機の取り扱いおよび操作はまた、強風のときは非常に危険であり、制御装置は風力発電機の周りの広い面積をふさぎ、そのことが設備の設置を制限する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前述の欠点を除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的のために、本発明は、地面に固着された基礎上方の直立姿勢および地面に近接した折り畳み姿勢をとるように連節されたマストを備える風力発電機を提案している。マストは、互いに連節された実質的直線部分からなり、マストを直立姿勢にまたは折り畳み姿勢に移らせるために旋回するようになっている。風力発電機はまた、前記部分のうちの２つの間の関節の少なくとも１つに配置されて、直立姿勢でマストを固定するようにしているロック装置を備える。本発明は、ロック装置が、
マストの内側の前記関節の２つの部分のうちの１つの端部に位置する、半径方向に移動可能な固定リングと、
固定リングを半径方向に移動可能であり、関節の２つの部分間の緊密な雌雄タイプの接続を生じさせるようにしている作動手段と、
を備えることを想定している。
【００１０】
したがって、直立姿勢で風力発電機を固定すると、外部要素または部品を必要としない。このように、マストの周りのふさがれた面積は低減される。したがって、本発明は、マストが、マストを旋回させるための装置を妨げることなく、垂直姿勢で固定されることを可能とする。
【００１１】
本発明はまた、被連節部分間の強固な接続を確保し、固定または固定解除を遠隔で作動することが可能である。したがって、技術スタッフは、いかなる危険にもさらされない。
【００１２】
本発明によれば、例えば暴風雨警報の場合には、非常に短時間で風力発電機を水平な折り畳み姿勢に移らせることが可能である。
【００１３】
本発明の任意の、さらなる、または代わりの特徴および特性を以下に開示する。
固定リングは、半径方向に移動可能なリングの部分からなる。
【００１４】
作動手段は、２つの隣接したリング部の半径方向の移動を制御することが可能な油圧ジャッキを備える。
【００１５】
油圧ジャッキは、半径方向に実質的に作動する。
【００１６】
油圧ジャッキは、マストの軸から実質的に半径方向に伸びており、各ジャッキは、ジャッキの軸に沿って移動可能なロッドを備え、またロッドは、ジャッキに結び付いた２つの隣接したリング部に接続されている。
【００１７】
２つの隣接したリング部のそれぞれは、旋回リンクに沿って、それぞれの接続枝によって、ジャッキに結び付いたロッドに結合されており、２つの接続枝のロッド上の旋回点は、共通の旋回点である。
【００１８】
ロック装置はまた、各ジャッキのロッドの端部に据え付けられた横木を含み、前記横木は、マストを固定するとき、ジャッキに接続された２つの隣接したリング部間に収容することが可能である。
【００１９】
横木は、実質的に台形の形状を有し、互いに対向する２つの隣接したリング部の自由端は斜角をつけられており、マストを固定するとき、それらの間に横木を収容するようにしている。
【００２０】
ロック装置は、互いに対して１２０°で実質的に配置されるとともにマストの中心に位置する共通の支持ベースに接続された、３つの油圧ジャッキを備える。
【００２１】
風力発電機はまた、下部分と上部分との間の旋回を調整することが可能な少なくとも１つの主旋回装置を備え、上部分および下部分は、風力発電機の折り畳み姿勢において互いに実質的に水平に伸びている。
【００２２】
主旋回装置は、マストの横断面に伸びている１セットの平行な油圧ジャッキによって制御される。
【００２３】
マストは、前記ジャッキを支持するために、上部分と下部分との間の関節の部位に配置されたジャッキ支持要素を備える。
【００２４】
主旋回装置のジャッキはそれぞれ、ジャッキを押し付けるとき、風力発電機の前方へジャッキの軸に沿って移動可能なロッドを備える。
【００２５】
主旋回装置は、ジャッキの軸に垂直な水平軸に沿って連節された２つのリンク装置を備え、各リンク装置の端部が、一方では上部分に据え付けられ、他方ではマストの各側面の下部分に据え付けられている。
【００２６】
リンク装置は、接続部材上に連節されており、各ジャッキのロッドは、前記接続部材に結合されている。
【００２７】
リンク装置の上端部は、マストの内壁に据え付けられた接続部材によって互いに結合されており、各ジャッキのロッドは、リンク装置の関節のうちの１つに結合されている。
【００２８】
マストは、風力発電機の端部に実質的に垂直に据え付けられ垂直に方向を合わせられるとともにマストの下部分に連節されたベース部分を備え、一方、風力発電機は、マストの下部分とベース部分との間の旋回を調整することが可能な補助旋回装置を備える。
【００２９】
補助旋回装置は、マストの内側に配置された油圧ジャッキを備え、ジャッキは、マストの前方で、一方ではベース部分に接続され、他方ではマストの下部分の内壁に接続されている。
【００３０】
ジャッキはジャッキの軸に沿って移動可能なロッドを備え、ジャッキはロッドの自由端でベース部分に接続されている。
【００３１】
主旋回装置および補助旋回装置は、同期して作動する。
【００３２】
本発明の特徴および長所は、添付図面を参照して、この後以下の説明においてより詳細に開示される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】マストが直立姿勢にある本発明による風力発電機の斜視図である。
【図２】マストが折り畳み姿勢にある本発明による風力発電機の斜視図である。
【図３Ａ】異なる作動状態における本発明によるロック装置の正面斜視図である。
【図３Ｂ】異なる作動状態における本発明によるロック装置の正面斜視図である。
【図３Ｃ】異なる作動状態における本発明によるロック装置の正面斜視図である。
【図３Ｄ】異なる作動状態における本発明によるロック装置の正面斜視図である。
【図４Ａ】２つの異なる作動状態における本発明によるロック装置の上方からの図である。
【図４Ｂ】２つの異なる作動状態における本発明によるロック装置の上方からの図である。
【図５】風力発電機を安全姿勢に移らせることに関する様々な段階を説明するフローチャートである。
【図６】風力発電機を緊急姿勢に移らせることに関する様々な段階を説明するフローチャートである。
【図７】操作のために風力発電機を準備することに関する様々な段階を説明するフローチャートである。
【図８Ａ】風力発電機を折り畳むことに関する様々な段階を説明する。
【図８Ｂ】風力発電機を折り畳むことに関する様々な段階を説明する。
【図８Ｃ】風力発電機を折り畳むことに関する様々な段階を説明する。
【図８Ｄ】風力発電機を折り畳むことに関する様々な段階を説明する。
【図９】本発明の第１の実施形態による主旋回装置および補助旋回装置を示す風力発電機の側面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態による主旋回装置および補助旋回装置を示す風力発電機の正面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態による主旋回装置および補助旋回装置を示す風力発電機の分解図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態による主旋回装置を示す、上関節の高さでの風力発電機の断面図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態による中間の折り畳み姿勢での風力発電機の側面図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態による折り畳み姿勢での風力発電機の側面図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態による図９に類似する図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態による図１０に類似する図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態による図１１に類似する図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態による図１２に類似する図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態による図１３に類似する図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態による図１４に類似する図である。
【図２１】上旋回システムのリンク装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図示されている風力発電機は、通常、地面に固着することを目的とするベース２と、図１に示された状態でベース２の上方に垂直に起立するマスト１と、マストの最上部に取り付けられ、略水平軸Ａの周りを回転可能なロータ４を支持する、通常ポッドと呼ばれる支持体３とを備える。図示されているロータは、ロータが回転するときに円を描く３つのブレード４５、４６、４７を備える。そのようなロータに関して本発明を説明する。しかしながら、例えば２つのブレードを備えたロータなどの他のタイプのロータが可能である。ベース２は、地面に固着されたリングの形状であることが可能である。
【００３５】
風力発電機は、有利なことには、水平面に対して数度の傾斜角を有し、そのことによってマストのブレードを取り除くことを可能する。
【００３６】
本発明を適用することが可能な風力発電機の連節されたマストの一例が、仏国特許出願第０３１２１８４号に記載されている。非限定例として与えられるそのような風力発電機を参照して本発明を説明する。
【００３７】
図面に示すマスト１は、３つの被連節部分５、６および７からなる。
【００３８】
第１の据付部分７、すなわちベース２と一体になっているベース部分は、第２の据付部分すなわち下部分６に対して水平軸ｄ１の周りに連節されている。下部分６は、第３の据付部分、すなわちポッド３を有する上部分５に対して、水平軸ｄ２の周りに連節されている。
【００３９】
特に、下部分６および上部分５は、比較的長い全長の円錐部分または円筒部分の形状であり、一方、ベース部分７は、短い全長の円筒部分の形状である。適切な形状、すなわち特殊な例に応じた円錐または円筒の輪状のものが、それらを補強するために、部分５〜７上に配置されている。
【００４０】
本発明は、特に、マスト１が以下のものを備える風力発電機に適用されるが、それらに限定されない：
直径３２００ｍｍ、高さ２３３０ｍｍ、厚さ３２ｍｍの円筒部分の形状のベース部分７；
最下端部の直径３２００ｍｍ、最上端部の直径２８００ｍｍ、高さ１８７００ｍｍの円錐部分の形状の下部分６；
最下端部の直径２８００ｍｍ、最上端部の直径２０５０ｍｍ、高さ３２０５０ｍｍの円錐部分の形状の上部分５。
【００４１】
部分５、６および７は、水平軸ｄ１およびｄ２の周りで互いに連節されており、それらは、互いに平行であり、ロータＡの軸に垂直である。
【００４２】
したがって、マストは、２つの関節、すなわち水平軸ｄ１およびｄ２の周りの上関節５６および下関節６７を有する。関節５６の軸ｄ２は、風力発電機の前方に位置し、一方、関節６７の軸ｄ１は、風力発電機の後方に位置している。
【００４３】
本明細書および以下の説明において、「風力発電機の前方」または「風力発電機の後方」またはやはり「風力発電機の側方」という表現は、ロータ４の方向に関して使用される。したがって、風力発電機の「前方」は、ロータブレードの側方に位置している。
【００４４】
ベース部分７は、垂直に据え付けられ垂直に方向を合わせられている。ベース部分７からスタートする他の部分５および６のそれぞれは、マストの直立姿勢からスタートするすぐ前の部分に対して所定方向に旋回することが可能である。旋回方向は、一方の関節と次の関節とでは逆である。
【００４５】
以下、折り畳み姿勢での風力発電機を示す図２について説明する。関節５６および６７の軸ｄ１およびｄ２の方向を合わせることにより、下部分６が風力発電機の後方へ旋回することを可能にし、上部分５が風力発電機の前方へ旋回することを可能にし、一方、各部分５および６の当初は水平な下接続表面１００は、基礎をなす最終部分６および７の上接続表面１０２に対する次第に増加する開放角を形成する。
【００４６】
本発明は、関節の高さで風力発電機を直立姿勢でロックすることを制御するために、また直立姿勢（図１）から折り畳み姿勢（図２）に、逆もまた同様に、風力発電機の旋回を制御するために、風力発電機用の制御システムを提供する。
【００４７】
制御システムは、関節５６および６７の少なくとも１つに配置されたロック装置１４を備え、風力発電機のマスト１を直立姿勢で固定するようにしている。ロック装置１４は、適切な作動手段によって制御される。これらの作動手段は、マスト内の内部油圧ジャッキであることが可能である。変形したものとして、ロック装置１４は、電気ジャッキによって制御することが可能である。非限定例として与えられた油圧ジャッキによるロック装置１４の制御に関して、以下の説明を行う。
【００４８】
制御システムはまた、上関節５６の高さの主旋回装置２００と、底関節６７の高さの補助旋回装置２０２とを備え、風力発電機の様々な部分の旋回運動を調整するようにしている。風力発電機の旋回は、図２に示す姿勢の範囲まで生じさせることが可能であり、そこでは下部分６および上部分５は、風との最小限の関与のために実質的に水平に伸びており、一方、底部分７は、実質的に垂直に伸びている。図２に説明する例において、ブレードは、実質的に上部分５と下部分６との間に位置している。
【００４９】
旋回装置２００および２０２は、適切な作動手段によって、特に油圧ジャッキ２６によって制御される。
【００５０】
図９〜図１４に示す第１の実施形態において、主旋回装置２００のジャッキ２６は、上部分５と下部分６との間の関節５６のヒンジ部分の高さに配置された支持要素２６５によって支持されている。
【００５１】
図１、図２および図１５〜図２０に示す第２の実施形態において、ジャッキ用の支持部分２６５０が、主旋回装置２００のジャッキ２６を支持するために上部分５と下部分６との間に設けられている。
【００５２】
制御システムはまた、油圧制御ユニットと、ディストリビューターおよびサーボディストリビューターの制御、およびサーボジャッキの移動の管理、さらに油圧設備に関連する安全システムの管理、それぞれを可能とする自動化ユニットが装備された電気制御ボックスと、を備えることが可能である。
【００５３】
各関節５６または６７は、関節の両側における２つの部分にそれぞれ据え付けられた適切な形状（場合に応じて円錐または円筒）の、２つの半輪状のものによって形成されている。これらの半輪状のものは、マスト部分の端部を補強する。
【００５４】
図３Ａ〜図３Ｄ、図４Ａおよび図４Ｂは、本発明によるロック装置１４の図である。
【００５５】
上部分５と下部分６との間の関節５６の高さに位置するロック装置に関して、以下の説明を具体的に行う。もちろん、そのようなロック装置は、上部分６とベース部分７との間の関節６７の高さに同様に配置されていてもよい。
【００５６】
ロック装置１４は、リング支持体１４２上の下部分６の端部に取り付けられた固定リング１４００を備える。マストを組み立てるとき、固定リング１４００の壁面は、上部分５の内側でマストのシャフト内に伸びる。
【００５７】
ロック装置はまた、２つの位置間で固定リングを半径方向に移動させることが可能である作動手段１４０１、１４０３および１４０５を備え、マストの上部分５の内壁に対して固定リングの壁面を押し付け、それによって上部分５と下部分６との間で堅く固定された雌雄タイプの接続を形成するようにしている。固定リング１４００は、２つの半輪状のものをつかんでおり、一方は上部分５に据え付けられ、他方は下部分６に据え付けられている。
【００５８】
より詳細には、リング１４００は、固定位置と固定解除位置との間で半径方向に移動可能である３つのリング部１４０２、１４０４および１４０６からなる。図３Ａ、図３Ｃおよび図４Ａに示す固定位置において、リング１４００の直径は、マストの上部分５の内径に実質的に等しく、そのため、直立したマストは、適切な位置に固定されている。図３Ｂ、図３Ｄおよび図４Ｂに示す固定解除位置において、リング１４００の直径は、マストの上部分５の内径未満であり、そのため、例えばマストを折り畳むことができるように直立したマストの固定を緩める。
【００５９】
固定リングを作動させるための手段は、３つの油圧ジャッキ１４０１、１４０３および１４０５を備え、ジャッキのそれぞれは、２つの隣接したリング部の半径方向の移動を制御する。したがって、ジャッキ１４０１は、リング部１４０２および１４０４に同時に作用し、ジャッキ１４０３は、リング部１４０４および１４０６に同時に作用し、一方、ジャッキ１４０５は、リング部１４０２および１４０６に同時に作用する。
【００６０】
図４Ａおよび図４Ｂにおいてより詳細に見ることができるように、各ジャッキ１４０１、１４０３および１４０５は、半径方向ロッド１４０７を備えており、ロッドは、関節をロックするように隣接したリング部を同時に押し付け（図４Ａ）、または関節をロック解除するようにそれらをマストの軸の方へ引っ込める（図４Ｂ）。
【００６１】
各ジャッキ１４０１、１４０３および１４０５のロッド１４０７は、マスト１の軸から実質的に半径方向に伸びており、ロッドを押し付けるとき、マストの外側の方へ移動することができる。
【００６２】
各ジャッキ、例えば１４０１はさらに、２つの接続枝１４０８によって、２つの隣接したリング部１４０２および１４０４に結合されている。各接続枝１４０８の端部の一方は、旋回リンクによって２つの隣接したリング部のうちの１つに接続され、一方、接続枝の他端は、同様に旋回リンクによって油圧ジャッキ１４０１に接続されている。２つの接続枝１４０８は、ジャッキ上に共通の旋回点を有している。
【００６３】
したがって、油圧ジャッキ１４０１、１４０３および１４０７を押し付けるとき、それらのロッド１４０７は、同期してマスト１の外側の方へ半径方向に押され、そのため、各ジャッキに結合された２つの接続枝１４０８は、２つの結び付いた隣接したリング部１４０２／１４０４、１４０４／１４０６または１４０６／１４０２をお互いから同時に分離し、リング１４００を固定位置（図３Ａ、図３Ｃおよび図４Ａ）に移らせるようにしている。３つのジャッキ１４０１、１４０３および１４０５の移動は、リング部が円に沿って常に整列されるように同期する。例えば図４Ａに示す固定位置において、ジャッキに結び付いた２つの枝１４０８は、ジャッキのロッド１４０７に実質的に垂直である。
【００６４】
油圧ジャッキ１４０１、１４０３および１４０７を解放するとき、それらのロッド１４０７は、同期してマスト１の内部の方へ半径方向に逆戻りし、そのため、各ジャッキに結び付いた２つの接続枝１４０８は、マストの内側の方へ同時に移り、そのことが、リング１４００が固定解除位置（図３Ｂ、図３Ｄおよび図４Ｂ）に達するまで、隣接したリング部（１４０２／１４０４、１４０４／１４０６または１４０６／１４０２）のマストの軸の方への半径方向の移動を引き起こす。例えば図４Ｂに示す固定解除位置において、ジャッキに結び付いた２つの枝１４０８がそれら自身の間に角度を形成し、枝に接続された２つの隣接したリング部の端部は、互いに近接するよう移動させられるようになっている。
【００６５】
図４Ｂを参照すると、横木１４０９は、各ジャッキのロッド１４０７の自由端に設けられることが可能である。したがって、ジャッキ例えば１４０１のロッド１４０７が、外側の方へ半径方向に押し付けられるとき、横木１４０９は移動し、固定位置（図４Ａ）において、２つの接続された隣接したリング部１４０２と１４０４との間に位置するであろう。
【００６６】
このように、横木１４０９は、隣接したリング部（１４０２／１４０４、１４０４／１４０６、または１４０６／１４０２）間の分離を補い、そのことが、マストの固定を補強する。
【００６７】
ジャッキ例えば１４０１の各横木１４０９は、２つの隣接したリング部１４０２および１４０４の自由端の形状と一致する形状を有する。特に、横木１４０９は、実質的に台形の形状を有し、一方、互いに対向する２つの隣接したリング部の端部は斜角をつけられている。
【００６８】
補強手段１４１０はまた、各ジャッキ１４０１、１４０３または１４０５に結び付いて、それらを支持するようにするかもしれない。これは、１４１０が、固定位置と固定解除位置との間でリング部１４０２、１４０４または１４０６の半径方向の移動の範囲を定めることを意味する。図面において、各補強手段１４１０は、２つの側壁１４１２に加えて、結び付いたジャッキ例えば１４０１のロッド１４０７の上流に配置されジャッキの軸に対して垂直に伸びている横断壁１４１１を備える。各側壁１４１２は、一方側で横断壁１４１１に結合されている。
【００６９】
したがって、補強手段１４１０は、ジャッキのロッド１４０７の端部および２つの隣接したリング部１４０２および１４０４間の接合領域を囲み、一方、ジャッキ１４０１の据付部分と一体になっている。
【００７０】
補強手段の側壁１４１２はそれぞれ、実質的に半径方向のガイド溝１４１３を有し、一方、ジャッキ１４０１のロッド１４０７は、ジャッキの軸に垂直なスライドバー１４１４を有する。スライドバー１４１４は、その２つの端部が、固定リングの半径方向の移動の間に２つの側壁１４１２のガイド溝１４１３内を同時にスライドするように構成されている。側壁１４１２は、特に、補強手段の横断壁１４１１に対して鈍角を形成する。したがって、固定位置において、スライドバー１４１４は、固定リングの内面の実質的に隣にあり、一方、固定解除位置において、スライドバー１４１４は、溝１４１３の底の実質的に隣にある。このように、補強手段１４１０は、リングの半径方向の移動の範囲を定めることを可能にするだけでなく、ロック装置が補強されることおよびリング１４００の半径方向の移動がガイドされることを可能にする。
【００７１】
固定リングに接続された側壁１４１２の端縁はまた、隣接したリング部の半径方向の移動にそれぞれ適している短い部分１４１５を有する。
【００７２】
図３Ａ〜図３Ｄ、図４Ａおよび図４Ｂにおいてより詳細に示すように、リング支持体１４２はさらに、マストの下部分６の接続端部に据え付けられた支持板１４２０と、支持板の周囲に配置されてマストの下部分６に固定リング１４００を結合するようにし、一方でリング１４００の半径方向の移動を可能にする１セットの支持要素１４２２と、を備える。
【００７３】
各支持要素１４２２は、実質的にＵ字型であり、Ｕ形状の枝は、マストの軸から離れる方向へ半径方向に伸びている。より詳細には、支持要素１４２２は、固定リング１４００の半径方向の移動を可能にするように構成されている。したがって、固定リング１４００は、その半径方向の移動の間に、Ｕ形状の枝の間をスライドするであろう。
【００７４】
図面に示す実施形態において、ロック装置１４は、３つの油圧ジャッキ１４０１、１４０３および１４０５を備え、３つの油圧ジャッキは、互いに対して１２０°で実質的に配置され、支持板１４２０から突出するとともにマストの軸に沿って伸びている共通の支持ベース１４２４に接続されている。もちろん、本発明は、３つのジャッキを有するこの実施形態に限定されない。
【００７５】
制御システムは、外部条件および要求生産量に応じて遠隔に制御することが可能である。
【００７６】
特に、本発明の制御システムは、風力発電機を、例えば強風の場合には安全姿勢に、安全姿勢の実施が可能でない場合には緊急姿勢に、または生産姿勢にも移らせることができる。
【００７７】
安全姿勢を実施する手順の一例を、以下に、図８と一緒に図５を参照して説明する。図８において、主旋回装置２００は、本発明の第２の実施形態に基づいて支持部分２６５０によって支持されている。
【００７８】
図８Ａに示すように、風力発電機は、最初は直立姿勢にある。
【００７９】
段階５０１において、制御システムは、ポッドのブレードをフェザーリングすることによって風力発電機の自動停止をもたらす。
【００８０】
段階５０２において、制御システムは、特定姿勢でのロータの完全停止をもたらす。
【００８１】
段階５０３において、ロータは、手動でまたは自動的に適切な位置に固定される。
【００８２】
段階５０４において、制御システムは、自動的にポッドの方向を下降位置に合わせる。
【００８３】
段階５０５において、ポッドは、手動で適切な位置に固定される。
【００８４】
段階５０６において、制御システムは、関節５６および６７の固定を緩めるようにロック装置１４を作動させる。
【００８５】
段階５０７において、制御システムは、風力発電機の地面への下降を開始し制御するように旋回装置２００および２０２を作動させる。図８Ａ〜図８Ｃは、風力発電機を折り畳むことができるように風力発電機がとる中間姿勢を説明している。
【００８６】
段階５０８において、制御システムは、完全な折り畳み姿勢で最終的に風力発電機の関節５６および６７を固定するために、旋回装置２００および２０２に作用する。
【００８７】
また風力発電機は、手動で強く係止することが可能である（ブレード、ポッドおよび関節取付ピン）。
【００８８】
安全姿勢を実施する手順は、電気システムのスイッチを切り、風力発電機をネットワークから切断することによって完了される。
【００８９】
安全姿勢を実行するための操作が不可能である場合、例えば、風速が１５ｍ／秒の限界値より既に大きい場合、または予備発電機が運転可能でない場合、緊急姿勢を実施する手順を設けることができる。緊急事態を実施する手順は、例えば、図６に関して以下に記載される段階を含んでいてもよい。
【００９０】
段階６０１において、制御システムは、ブレードをフェザーリングすることによって風力発電機の自動停止をもたらし、ロータが自由に回転することが可能になる。
【００９１】
段階６０２において、制御システムは、自動的にポッドの方向を風下位置に合わせ、風力発電機は自由に回転することが可能になる。
【００９２】
段階６０３において、制御システムは、ポッドの風下位置でのブレードのフェザーリングをもたらす。
【００９３】
段階６０４において、制御システムは、電気システムのスイッチを切り、風力発電機をネットワークから切断する。
【００９４】
生産姿勢を実施する手順の一例を、図８Ｄとともに図７を参照して以下に説明する。風速が所定の値、例えば１５ｍ／秒未満である場合のみ、生産姿勢の実施が可能である。
【００９５】
最初の段階において、風力発電機は、図８Ｄに示すように完全に折り畳まれている。
【００９６】
段階７０１において、制御システムは、電気システムを電源に接続し、風力発電機をネットワークに接続する。
【００９７】
段階７０２において、マストの露出部分用の保護手段を取り除く。
【００９８】
段階７０３において、風力発電機を地面に係止するための要素を分解する（ブレード、ポッドおよび関節取付ピン）。
【００９９】
段階７０４において、制御システムは、旋回装置２００および２０２に作用して、完全な折り畳み姿勢にある風力発電機の関節５６および６７の固定を緩めるようにする。
【０１００】
段階７０５において、制御システムは、旋回装置２００および２０２を作動させて、風力発電機の引き起こしを開始し制御するようにする。
【０１０１】
風力発電機はこれから、図８Ｄに示す折り畳み姿勢から、図８Ｃおよび図８Ｂに描かれる中間姿勢を通って、図８Ａに示すような直立姿勢に変化する。
【０１０２】
段階７０６において、制御システムは、ロック装置１４を作動させて、直立姿勢で風力発電機の関節５６および６７を固定するようにしている。
【０１０３】
段階７０７において、手動でまたは自動的にそのままでポッドの固定を緩める。
【０１０４】
段階７０８において、制御システムは、自動的にポッドの方向を風の方向の適切な位置に合わせる。
【０１０５】
段階７０９において、手動でまたは自動的にそのままでロータの固定を緩め、その後にロータの油圧ブレーキを解放する。
【０１０６】
最後に、段階７１０において、風力発電機を自動的に生産モードにする。
【０１０７】
本発明の制御システムは、ネットワーク障害の場合でさえ作動中のときは、エネルギーの面で独立している。このように、制御システムは、電力の損失、または油圧または機械的問題の場合を含めて、技術者および設備にとって完全に安全な作動を可能とする。
【０１０８】
本発明はまた、ジャッキによって制御された主旋回装置２００および補助旋回装置２０２を提案している。
【０１０９】
主旋回装置２００は、下部分６と上部分５との間の旋回を調整するように設けられており、それは、風力発電機の折り畳み姿勢において、互いの上に実質的に水平に伸びており、補助旋回装置２０２は、マストの下部分６と据付ベース部分７との間の旋回を調整するように設けられている。
【０１１０】
本発明の第１の実施形態によるマスト１のそれぞれ側面図および正面図である図９および図１０について、以下に説明する。
【０１１１】
実線で示される主旋回装置２００は、風力発電機の前方で、マストの外側における上関節５６の高さに配置されている。主旋回装置２００は、関節５６の高さでマストに据え付けられた油圧ジャッキ２６を備える。第１の実施形態において、ジャッキ２６は、関節５６の高さで、マストの前方に配置された支持要素２６５に据え付けられている。以下の説明は、第一に、この第１の実施形態に言及する。
【０１１２】
破線で示す補助旋回装置２０２は、風力発電機の前方の内壁上で、マストの内側における底関節６７の高さに配置されている。
【０１１３】
主旋回装置２００および補助旋回装置２０２は、同期して制御することができる。
【０１１４】
より詳細には、主旋回装置２００は、マストの外側に配置され、油圧ジャッキによって制御された１セットの連節されたリンク装置２４を用いて、下部分６に対する上部分５の折り畳みを制御するようにしている。補助旋回装置２０２は、マストの内側に配置され、内部油圧ジャッキを用いてベース部分７に対する下部分６の折り畳みを制御するようにしている。
【０１１５】
図１１を参照して、以下に主旋回装置２００を説明する。
【０１１６】
主旋回装置２００は、この場合、２つのジャッキ２６０および２６２からなる１セットの平行ジャッキ２６に加えて、水平軸の周りに連節された２つのリンク装置２４０および２４２からなる１セットのリンク装置２４を含み、リンク装置の移動を制御するようにしている。ジャッキの軸は、リンク装置２４の関節の軸ｄ４に垂直である。
【０１１７】
リンク装置２４０および２４２は、マストの軸を通る面に対して相互に対称であり、ポッド３のブレードの面に垂直である。ジャッキ２６０および２６２は、同一の対称性を有する。
【０１１８】
２つのジャッキ２６０および２６２は、マストの横断面、マストの外側、およびマストの軸の両側に伸びている。各ジャッキ２６０または２６２は、ジャッキを押し付けるときに、風力発電機の前方へジャッキの軸に沿って移動可能なロッド２６１を有する。
【０１１９】
ジャッキ２６０および２６２は、ジャッキ支持要素２６５によって据え付けられている。特に、支持要素２６５は、各ジャッキ２６０または２６２を支持するように設けられている。これらの支持要素２６５は、有利なことには、上部分５におけるマストの各側面に据え付けられる。
【０１２０】
ジャッキ２６は、それらの関節２４Ｆの部位でリンク装置２４に結合されている。２つのリンク装置２４はさらに、マスト１の壁面に据え付けられた実質的に管状の接続部材２１によって、管状の接続部材の内側で、それらの上端部２４Ｂの高さで互いに接続されている。接続部材２１は、２つのジャッキに垂直であり、マストの横断面に伸びている。リンク装置は、より具体的には、ジャッキ２６０および２６２のロッドに接続されている。
【０１２１】
図１５〜図１７に示す第２の実施形態において、ジャッキ２６は、上部分５と下部分６との間に設けられたマストの支持部分２６５０に結合されている。このように、ジャッキは、リンク装置２４に結合されるように支持部分２６５０を貫通している。ジャッキ２６は、リンク装置の関節の軸ｄ４を画定する実質的に管状の接続部材２１０によってリンク装置２４に結合されている。接続部材２１０は、２つのジャッキに垂直であり、マストの横断面に伸びている。接続部材は、ジャッキ２６０および２６２のロッドに結合されている。この実施形態において、リンク装置の２つの上端部２４Ｂ間には、さらなる接続部材は設けられていない。マスト１を折り畳む間に、支持部分２６５０は、実質的に垂直のままである。
【０１２２】
リンク装置を図２１においてより詳細に示す。各リンク装置２４０または２４２は、関節２４Ｆの箇所で互いに結合された２つのチューブ２４Ａからなる。リンク装置２４０または２４２の上端部２４Ｂは、旋回リンクに沿ってマストの各側面の上部分５に結合されており、一方、下端部２４Ｃは、旋回リンクに沿ってマストの各側面の下部分６に結合されている。さらに、各リンク装置２４０または２４２の関節２４Ｆの箇所は、本発明の第１の実施形態においてはジャッキ２６に直接結合され、または本発明の第２の実施形態においては旋回リンクに沿って接続部材２１０の一端に直接結合されている。各リンク装置２４０または２４２の２つのチューブ２４Ａは、折り畳む段階で、および風力発電機が直立姿勢に移るとき別々に移動するように、互いの方へ旋回することが可能である。２つのリンク装置の旋回は、同期しており、同じ方向である。
【０１２３】
図１２および図１８は、本発明の２つの実施形態において、風力発電機が直立姿勢にあるときのジャッキ２６０および２６２の位置を示す。この姿勢において、各ジャッキのロッド２６１は外部に出てきていない。
【０１２４】
２つのジャッキは同期して制御され、そのため、ジャッキを押し付けるとき、それらのそれぞれのロッド２６は、リンク装置を前方へ押し付け、それらを折り畳む。本発明の第１の実施形態による図１３に示すように、および本発明の第２の実施形態による図１９に示すように、２つのリンク装置２４０および２４２のこの同期された折り畳みは、次第に、マストの下部分６および上部分５を互いの方へ引き寄せる。この移動はさらに、関節６７の箇所での旋回と同期し、このことは反対方向に起きて、本発明の第１の実施形態による図１４、および本発明の第２の実施形態による図２０に示すように、マストを実質的に水平な折り畳み姿勢に引き寄せるようにしている。
【０１２５】
非限定例としての第１の実施形態に関して、以下の説明を行う。
【０１２６】
補助旋回装置２０２を、図１１を参照して以下に説明する。
【０１２７】
補助旋回装置は、マストの内側に配置された関節ジャッキ２５を、マストの前面内壁上に備える。それは、一方では関節６７に対向するマストのベース部分７に接続され、他方ではマストの下部分６の内壁に接続されている。ジャッキ２５は、ジャッキのシャフト内で移動可能なロッド２５０を備える。ジャッキ２５は、図１３および図１４に示すように、このロッド２５０によってベース部分７に据え付けられている。ジャッキ２５は特に、複動式ジャッキとすることができ、その経路は、ジャッキの各側面に圧力を加えることにより制御されている。
【０１２８】
補助旋回装置２０２が、マストを折り畳むように作動されるとき、ジャッキ２５は押し付けられ、それによりロッド２５０をジャッキの外側に押し付ける。ジャッキの長さは、次いで、ベース部分７と下部分６との間の開口角度を制御するように次第に長くなる。この移動は、主旋回装置２００のジャッキ２６０および２６２の移動と同期し、それによって、マストが実質的に地面の位置に折り畳まれることを可能とする。
【０１２９】
マストを直立姿勢に移らせるように補助旋回装置２０２を作動するとき、ロッド２５０はジャッキの中に引っ込められる。ジャッキの長さは、次いで、ベース部分７と下部分６との間の角度の減少を制御するように次第に短くなる。この移動は、この場合、主旋回装置２００のジャッキ２６０および２６２の移動とも同期して、マストを直立姿勢に移らせるようにしている。
【０１３０】
旋回装置２００および２０２の３つのジャッキの移動は、移動の一定の増加率に従って制御され、風力発電機の展開および折り畳みに関する可動範囲に追従するようにしている。
【０１３１】
本発明による制御システムは、直立姿勢でマストを固定するまたは固定を緩めることを可能とし、烈風の場合でさえ、技術スタッフの安全性に対する危険を伴わないでマストを実質的に地面の位置に独立した方法で折り畳むことを可能とする。
【０１３２】
本発明は特に、高く重いマストに適している。
【０１３３】
本発明はまた、比較的短時間で、マストを折り畳んでまたは直立姿勢に移らせることが可能であり、それは、暴風雨警報の場合には特に有用である。
【０１３４】
さらに、本発明の内部ロック装置は、風力発電機のまわりに占められる空間を増大させることなく、マストの効率的な固定を確保する。ロック装置は、特に、主旋回装置２００の設置に適合している。
【０１３５】
本発明の範囲内で記載された特定の要素は、別々に考慮するとき、特別に興味深く重要であるかもしれない。このことは、特に、主旋回装置２００の場合または補助旋回装置２０２の場合である。
【０１３６】
本発明は、上述した実施形態に限定されない。特に、本発明は、非限定例として図面に示されたマストの形状に限定されない。他の連節されたタイプのマスト、例えば正方形のベースを備えた角錐台の一般的形状を有するマストが、可能である。
【０１３７】
さらに、本発明のロック装置１４は、少なくとも４つの部分を有する連節されたマスト上に配置されることが可能である。さらに、本発明は、単に、３つのジャッキおよび３つの固定リング部を備えたロック装置１４に限定されない。ジャッキおよびリング部の他の配置が可能である。
【０１３８】
マストは、同様に、３つ以上の関節を備えるかもしれず、その部分は、折り畳むときにジグザグ形に配置されるかもしれない。そのような変形したものにおいて、マストは、地面の位置で互いの上に折り畳まれた２つの部分間の旋回を調整するために、複数の主旋回装置２００を有することができる。その結果、ジャッキ支持要素２６２は、これらの２つの部分間に設けられている。
【０１３９】
２つのジャッキ２６０および２６２を備えた主旋回装置２００に関して、本発明を説明してきた。しかしながら、本発明は、１つまたは２つ以上のジャッキ２６を備えた主旋回装置２００にも適用される。
【０１４０】
より一般的には、旋回装置２００および２０２およびロック装置１４を制御するために、ジャッキタイプの作動手段に関して、本発明を説明してきた。しかしながら、すべてのタイプの適切な作動手段を、これらの装置を制御するために使用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2009540186.tif 000006
【図３Ｃ】
2009540186.tif 000007
【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
2009540186.tif 000009
【図４Ｂ】
2009540186.tif 000010
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
2009540186.tif 000014
【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2009540186.tif 000024
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
2009540186.tif 000031
2009540186.tif 000032
2009540186.tif 000033
2009540186.tif 000034
2009540186.tif 000035
2009540186.tif 000036