(57)【要約】【課題】ドア用開口部周囲の疲労強度に優れた簡易な構成の風力発電装置用タワーを提供する。【解決手段】ドア用開口部１２が設けられた風力発電装置用タワー２であって、タワーの径方向から見たときに、開口部の上縁部は、交点Ｐと交点Ｑの間の区間の少なくとも一部及び交点Ｒと前記交点Ｓの間の区間の少なくとも一部において、開口部の幅の半分よりも大きい曲率半径を有する。ただし、交点Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓは、開口部の高さ方向及び幅方向における中心位置Ｏを通り、中心位置を通る鉛直線に対してそれぞれ１５度、６０度、−１５度、−６０度の角度をなす直線Ｌ１５，Ｌ６０，Ｌ−１５，Ｌ−６０と、上縁部との交点である。【選択図】  図２
2015161263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドア用開口部が設けられた風力発電装置用タワーであって、
前記タワーの径方向から見たときに、
前記開口部の高さ方向及び幅方向における中心位置を通り、前記中心位置を通る鉛直線に対して１５度の角度をなす直線と、前記開口部の上縁部との交点を交点Ｐとし、
前記中心位置を通り、前記中心位置を通る鉛直線に対して６０度の角度をなす直線と、前記上縁部との交点を交点Ｑとし、
前記中心位置を通り、前記中心位置を通る鉛直線に対して−１５度の角度をなす直線と、前記上縁部との交点を交点Ｒとし、
前記中心位置を通り、前記中心位置を通る鉛直線に対して−６０度の角度をなす直線と、前記上縁部との交点を交点Ｓとすると、
前記上縁部は、前記交点Ｐと前記交点Ｑの間の第１区間の少なくとも一部及び前記交点Ｒと前記交点Ｓの間の第２区間の少なくとも一部において、前記開口部の幅の半分よりも大きい曲率半径を有するよう形成された風力発電装置用タワー。
【請求項２】
前記第１区間の少なくとも一部における前記上縁部の曲率半径は、前記中心位置を通る鉛直線と前記上縁部との交点Ｖにおける前記上縁部の曲率半径よりも大きく、
前記第２区間の少なくとも一部における前記上縁部の曲率半径は、前記交点Ｖにおける前記上縁部の曲率半径よりも大きい請求項１に記載の風力発電装置用タワー。
【請求項３】
前記第１区間の少なくとも一部における前記上縁部の厚さは、前記中心位置を通る鉛直線と前記上縁部との交点Ｖにおける前記上縁部の厚さより大きく、
前記第２区間の少なくとも一部における前記上縁部の厚さは、前記交点Ｖにおける前記上縁部の厚さより大きい請求項１又は２に記載の風力発電装置用タワー。
【請求項４】
少なくとも一つのブレードを含むロータと、
ロータの回転エネルギーが伝達されて駆動される発電機と
請求項１〜３の何れか１項に記載の風力発電装置用タワーと、を備える風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、風力発電装置用タワー及び風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置用タワーの下部には、通常、人や風力発電装置に用いる機器が出入りするためのドア用開口部が設けられている（図５（Ａ）参照）。
この開口部は、従来、図５（Ｂ）に示すように、タワーの径方向に見たときの形状が直線と半円の円弧とを組み合わせた形状となるように形成されることが一般的であり、特許文献１及び特許文献２にもこのような形状のドア用開口部が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８１７１６７４号
【特許文献２】米国特許第８１０９０６１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、風力発電装置用タワーに設けられるドア用開口部の周囲には、風力発電装置が受ける風荷重によって、様々な方向の応力が発生する。しかしながら、ドア用開口部には、上述のように直線と半円の円弧とを組み合わせた形状が一般的に用いられており、その応力の方向を適切に考慮した形状が用いられていなかった。したがって、ドア用開口部の周囲の疲労強度について要求される水準を達成するために、コーミング等の補強構成の大型化を招いていた。
【０００５】
本発明は、上述したような従来の課題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、ドア用開口部周囲の疲労強度に優れた簡易な構成の風力発電装置用タワーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の幾つかの実施形態に係るドア用開口部が設けられた風力発電装置用タワーは、
前記タワーの径方向から見たときに、
前記開口部の高さ方向及び幅方向における中心位置を通り、前記中心位置を通る鉛直線に対して１５度の角度をなす直線と、前記開口部の上縁部との交点を交点Ｐとし、
前記中心位置を通り、前記中心位置を通る鉛直線に対して６０度の角度をなす直線と、前記上縁部との交点を交点Ｑとし、
前記中心位置を通り、前記中心位置を通る鉛直線に対して−１５度の角度をなす直線と、前記上縁部との交点を交点Ｒとし、
前記中心位置を通り、前記中心位置を通る鉛直線に対して−６０度の角度をなす直線と、前記上縁部との交点を交点Ｓとすると、
前記上縁部は、前記交点Ｐと前記交点Ｑの間の第１区間の少なくとも一部及び前記交点Ｒと前記交点Ｓの間の第２区間の少なくとも一部において、前記開口部の幅の半分よりも大きい曲率半径を有するよう形成される。
【０００７】
本発明者の検討によれば、風力発電装置用タワーでは、風車が荷重を受けた場合に、装置や人が出入りするためのドア用開口部の上縁部における上記交点Ｐと上記交点Ｑの間の第１区間と、上記交点Ｒと上記交点Ｓの間の第２区間とに応力が集中しやすいことが明らかとなった。
そこで、上記（１）に記載の風力発電装置用タワーのように、上記交点Ｐと上記交点Ｑの間の第１区間の少なくとも一部（望ましくは全部）及び上記交点Ｒと上記交点Ｓの間の第２区間の少なくとも一部（望ましくは全部）において、開口部の幅の半分よりも大きい曲率半径を有するよう開口部の上縁部を形成することにより、開口部周囲のうち応力が集中しやすい部分の疲労強度を効果的に高めることができる。したがって、コーミング等の補強構成を簡素化してもドア用開口部周囲の優れた疲労強度を実現することができる。これにより、ドア用開口部周囲の疲労強度に優れた簡易な構成の風力発電装置用タワーを提供することができる。
なお、ここでの『開口部の上縁部』とは、ドア用開口部の周縁部のうち、ドア用開口部の高さ方向（タワーの高さ方向）における中心位置よりも上側部分のことを意味する。
【０００８】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の風力発電装置用タワーにおいて、
前記タワーの径方向から見たときに、
前記第１区間の少なくとも一部における前記上縁部の曲率半径は、前記中心位置を通る鉛直線と前記上縁部との交点Ｖにおける前記上縁部の曲率半径よりも大きく、
前記第２区間の少なくとも一部における前記上縁部の曲率半径は、前記交点Ｖにおける前記上縁部の曲率半径よりも大きい。
【０００９】
本発明者の検討によれば、風力発電装置用タワーでは、風車が荷重を受けた場合に、装置や人が出入りするためのドア用開口部の上縁部における上記交点Ｐと上記交点Ｑの間の第１区間の方が、上記交点Ｖの位置よりも応力が集中しやすいことが明らかとなった。また同様に、上記交点Ｒと上記交点Ｓの間の第２区間の方が、上記交点Ｖの位置よりも応力が集中しやすいことが明らかとなった。
そこで、上記（２）に記載の風力発電装置用タワーでは、上記第１区間の少なくとも一部（好ましくは全部）における上縁部の曲率半径を、上記交点Ｖにおける上縁部の曲率半径よりも大きくし、上記第２区間の少なくとも一部（好ましくは全部）における上縁部の曲率半径を、上記交点Ｖにおける上縁部の曲率半径よりも大きくしている。
すなわち、開口部周囲の応力が集中しやすい部分の疲労強度を効果的に高めつつ、開口部周囲の応力が集中しにくい部分の疲労強度を過度に高めないようドア用開口部が形成されている。したがって、コーミング等の補強構成を簡素化してもドア用開口部周囲の優れた疲労強度を実現することができる。これにより、ドア用開口部周囲の疲労強度に優れた簡易な構成の風力発電装置用タワーを提供することができる。
【００１０】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載の風力発電装置用タワーにおいて、
前記第１区間の少なくとも一部における前記上縁部の厚さは、前記中心位置を通る鉛直線と前記上縁部との交点Ｖにおける前記上縁部の厚さより大きく、
前記第２区間の少なくとも一部における前記上縁部の厚さは、前記交点Ｖにおける前記上縁部の厚さより大きい。
【００１１】
前述のように、本発明者の検討によれば、風力発電装置用タワーでは、風車が荷重を受けた場合に、装置や人が出入りするためのドア用開口部の上縁部における上記交点Ｐと上記交点Ｑの間の第１区間の方が、上記交点Ｖの位置よりも応力が集中しやすいことが明らかとなった。また同様に、上記交点Ｒと上記交点Ｓの間の第２区間の方が、上記交点Ｖの位置よりも応力が集中しやすいことが明らかとなった。
そこで、上記（３）に記載の風力発電装置用タワーでは、上記第１区間の少なくとも一部（好ましくは全部）における上縁部の厚さを、上記交点Ｖにおける上縁部の厚さより大きくし、上記第２区間の少なくとも一部（好ましくは全部）の位置での上縁部の厚さを、上記交点Ｖにおける上縁部の厚さより大きくしている。すなわち、開口部周囲の応力が集中しやすい部分の疲労強度を効果的に高めつつ、開口部周囲の応力が集中しにくい部分の疲労強度を過度に高めないようドア用開口部が形成されている。したがって、コーミング等の補強構成を簡素化してもドア用開口部周囲の優れた疲労強度を実現することができる。これにより、ドア用開口部周囲の疲労強度に優れた簡易な構成の風力発電装置用タワーを提供することができる。
【００１２】
（４）幾つかの実施形態に係る風力発電装置は、
少なくとも一つのブレードを含むロータと、
ロータの回転エネルギーが伝達されて駆動される発電機と
上記（１）〜（３）の何れか１項に記載の風力発電装置用タワーと、を備える。
【００１３】
上記（４）に記載の風力発電装置によれば、コーミング等の補強構成を簡素化してもドア用開口部周囲の優れた疲労強度を実現することができる。これにより、簡易な構成で風力発電装置用タワーの破損が抑制され、風力発電装置の安定的な運転を実現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、ドア用開口部周囲の疲労強度に優れた簡易な構成の風力発電装置用タワーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】幾つかの実施形態に係る風力発電装置を示した全体図である。
【図２】幾つかの実施形態に係るドア用開口部をタワーの径方向に見たときの、該ドア用開口部の形状を示す図である。
【図３】（ａ）は、図２におけるＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は、図２におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４】幾つかの実施形態に係るドア用開口部の形状を決定するフローを示す図である。
【図５】（ａ）は、風力発電装置用タワーにおける従来のドア用開口部を示す斜視図であり、（ｂ）は、該従来のドア用開口部をタワーの径方向に見たときの形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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、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。また、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する場合がある。
【００１７】
図１を参照して、幾つかの実施形態に係る風力発電装置１の全体構成例について説明する。
図１に示すように、風力発電装置１は、基礎Ｂ上に立設されたタワー２（風力発電装置用タワー）と、タワー２の上端に設置されたナセル３と、少なくとも一つのブレード５を含むロータ１０とを備えている。
【００１８】
タワー２は、図１に示すように、基礎Ｂから上方（図１の上方）に延びる柱状であり、その上端にナセル３が設置される。なお、基礎Ｂは、地上に立設されていてもよいし、洋上や湖上等の水上に立設されていてもよい。タワー２の下部には、装置や人が出入りするためのドア用開口部１２が設けられている。
ナセル３は、ロータ１０が備えるハブ４を支持するとともに、その内部に増速機７や発電機９を収納している。すなわち、ナセル３の内部には、ハブ４に連結された主軸６と、主軸６に連結された増速機７と、増速機７の出力軸８に連結された発電機９とが設けられている。
【００１９】
主軸６は、ロータ１０とともに回転するように、ハブ４に連結されるとともに、主軸軸受け（不図示）を介して回転可能にナセル３側に固定されている。
増速機７は、主軸６と発電機９との間に配置され、主軸６を介してハブ４側から入力された回転を増速して、発電機９に出力するように構成されている。このように、発電機９は、ロータ１０の回転エネルギーが伝達されて駆動される。なお、図１には、主軸６の回転を増速機７を介して発電機９に伝達する構成を示しているが、風力発電装置１の構成はこの構成に限定されるものではなく、例えば、機械式な増速機７の代わりに油圧トランスミッションを備える増速機方式であってもよいし、主軸６と発電機９とを直結して、ブレード５の回転をそのまま発電機９に伝達するダイレクトドライブ方式であってもよい。
【００２０】
ハブ４には、ブレード５が取り付けられており、ブレード５が風を受けて回転することによって、ブレード５とともにハブ４も回転するようになっている。ハブ４の内部には、例えば、ブレードのピッチ制御を行う油圧機器類や制御盤等が収納設置されている。ハブ４の周囲は、ハブカバー４ａで覆われている。
【００２１】
次に、幾つかの実施形態に係るドア用開口部１２の形状について、図２及び図３を用いて説明する。図２は、ドア用開口部１２をタワー２の径方向から見たときの、該ドア用開口部１２の形状を示す図である。図３（ａ）は、図２におけるＡ−Ａ断面図であり、図３（ｂ）は、図２におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００２２】
図２、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、ドア用開口部１２の周りには、ドア用開口部１２周囲を補強するための補強部材としての外周側コーミング１４及び内周側コーミング１６が設けられている。外周側コーミング１４及び内周側コーミング１６は、風力発電装置用タワー２のタワー本体２０の外周側及び内周側にそれぞれ設けられている。また、各コーミング１４，１６は、各コーミング１４，１６の開口側端部１４ａ，１６ａの位置とタワー本体２０の開口側端部２０ａの位置とが一致するように形成されている。すなわち、このコーミングの開口側端部１４ａ，１６ａと、タワー本体２０の開口側端部２０ａとによってドア用開口部１２の周縁部１２Ｅが形成されている。
なお、図２は、タワー２の径方向外側から見たときのドア用開口部１２の形状を示しているが、上述のように、各コーミングの開口側端部１４ａ，１６ａの位置とタワー本体の開口側端部２０ａの位置とが一致しており、タワー２の径方向内側から見た時のドア用開口部１２の形状も図２に示す形状と同様である。
【００２３】
ここで、図２において、ドア用開口部１２の上縁部１２Ｕ（ドア用開口部１２の周縁部１２Ｅのうち、ドア用開口部１２の高さ方向（タワーの高さ方向）における中心位置よりも上側部分（図２においては中心位置Ｏよりも上側部分））上の点について、以下のように定義する。まず、ドア用開口部１２の高さ方向及び幅方向における中心位置Ｏを通り、中心位置Ｏを通る鉛直線Ｌ０に対して１５度の角度をなす直線Ｌ１５と、ドア用開口部１２の上縁部１２Ｕとの交点を交点Ｐとする。次に、中心位置Ｏを通り、中心位置Ｏを通る鉛直線Ｌ０に対して６０度の角度をなす直線Ｌ６０と、ドア用開口部１２の上縁部１２Ｕとの交点を交点Ｑとする。また、中心位置Ｏを通り、中心位置Ｏを通る鉛直線Ｌ０に対して−１５度の角度をなす直線Ｌ―１５と、ドア用開口部１２の上縁部１２Ｕとの交点を交点Ｒとする。また、中心位置Ｏを通り、中心位置Ｏを通る鉛直線Ｌ０に対して−６０度の角度をなす直線Ｌ−６０と、ドア用開口部１２の上縁部１２Ｕとの交点を交点Ｓとする。また、中心位置Ｏを通る鉛直線Ｌ０と上縁部１２Ｕとの交点を交点Ｖとする。
【００２４】
このように定義した場合に、図２に示すドア用開口部１２の上縁部１２Ｕは、交点Ｐと交点Ｑの間の第１区間１２Ｕ１の少なくとも一部及び交点Ｒと交点Ｓの間の第２区間１２Ｕ２の少なくとも一部において、ドア用開口部１２の幅Ｗの半分（Ｗ／２）よりも大きい曲率半径を有するよう形成されている。
【００２５】
本発明者らの検討によれば、風力発電装置用のタワー２では、ロータ１０が荷重を受けた場合に、ドア用開口部１２の上縁部１２Ｕにおける上記交点Ｐと上記交点Ｑの間の第１区間１２Ｕ１と、上記交点Ｒと上記交点Ｓの間の第２区間１２Ｕ２とに応力が集中しやすいことが明らかとなった。
そこで、上述のように、上記交点Ｐと上記交点Ｑの間の第１区間１２Ｕ１の少なくとも一部（望ましくは全部）及び上記交点Ｒと上記交点Ｓの間の第２区間１２Ｕ２の少なくとも一部（望ましくは全部）において、ドア用開口部１２の幅の半分よりも大きい曲率半径を有するようドア用開口部１２の上縁部１２Ｕを形成することにより、図５に示した従来のドア用開口部を有する構成と比較して、ドア用開口部１２周囲のうち応力が集中しやすい部分の疲労強度を効果的に高めることができる。したがって、コーミング等の補強構成を簡素化してもドア用開口部１２周囲の優れた疲労強度を実現することができる。これにより、ドア用開口部１２周囲の疲労強度に優れた簡易な構成の風力発電装置用タワー２を提供することができる。
【００２６】
幾つかの実施形態では、図２に示すドア用開口部１２において、上記第１区間１２Ｕ１の少なくとも一部（好ましくは全部）における上縁部１２Ｕの曲率半径は、上記交点Ｖにおける上縁部１２Ｕの曲率半径よりも大きく、上記第２区間１２Ｕ２の少なくとも一部（好ましくは全部）における上縁部１２Ｕの曲率半径は、上記交点Ｖにおける上縁部１２Ｕの曲率半径よりも大きい。
【００２７】
本発明者らの検討によれば、風力発電装置用のタワー２では、ロータ１０が荷重を受けた場合に、ドア用開口部１２の上縁部１２Ｕにおける上記交点Ｐと上記交点Ｑの間の第１区間１２Ｕ１の方が、上記交点Ｖの位置よりも応力が集中しやすいことが明らかとなった。また同様に、上記交点Ｒと上記交点Ｓの間の第２区間１２Ｕ２の方が、上記交点Ｖの位置よりも応力が集中しやすいことが明らかとなった。
そこで、上述のように上記第１区間１２Ｕ１の少なくとも一部における上縁部１２Ｕの曲率半径を、上記交点Ｖにおける上縁部１２Ｕの曲率半径よりも大きく設定し、上記第２区間１２Ｕ２の少なくとも一部（好ましくは全部）における上縁部１２Ｕの曲率半径を、上記交点Ｖにおける上縁部１２Ｕの曲率半径よりも大きく設定している。
【００２８】
これにより、図５に示した従来のドア用開口部を有する構成と比較して、開口部１２周囲の応力が集中しにくい部分の疲労強度を抑えつつ、開口部１２周囲の応力が集中しやすい部分の疲労強度を効果的に高めることができる。したがって、コーミング等の補強構成を簡素化してもドア用開口部１２周囲の優れた疲労強度を実現することができる。
【００２９】
幾つかの実施形態では、図３（ａ）に示すドア用開口部１２において、上記第１区間１２Ｕ１の少なくとも一部（好ましくは全部）における上縁部１２Ｕの厚さｔ１は、中心位置Ｏを通る鉛直線と上縁部１２Ｕとの交点Ｖにおける上縁部１２Ｕの厚さｔ０より大きく、上記第２区間１２Ｕ２の少なくとも一部（好ましくは全部）における上縁部１２Ｕの厚さｔ２は、上記厚さｔ０より大きい。
【００３０】
これにより、図５に示した従来のドア用開口部と比較して、開口部１２周囲の応力が集中しにくい部分の疲労強度を抑えつつ、開口部１２周囲の応力が集中しやすい部分の疲労強度を効果的に高めることができる。したがって、コーミング等の補強構成を簡素化してもドア用開口部１２周囲の優れた疲労強度を実現することができる。
【００３１】
幾つかの実施形態では、図３（ａ）に示すドア用開口部１２において、上記第１区間１２Ｕ１の少なくとも一部（好ましくは全部）及び上記第２区間１２Ｕ２の少なくとも一部（好ましくは全部）における外周側コーミング１４の厚さを、上記交点Ｖにおける外周側コーミング１４の厚さより大きくすることにより、上述の厚さｔ１及び厚さｔ２を厚さｔ０よりも大きしてもよい。また、上記第１区間１２Ｕ１の少なくとも一部（好ましくは全部）及び上記第２区間１２Ｕ２の少なくとも一部（好ましくは全部）における内周側コーミング１６の厚さを、上記交点Ｖにおける内周側コーミング１６の厚さより大きくすることにより、上述の厚さｔ１及び厚さｔ２を厚さｔ０よりも大きくしてもよい。また、外周側コーミング１４及び内周側コーミング１６の両方の厚さを調節することによって、上述の厚さｔ１及び厚さｔ２を厚さｔ０よりも大きくしてもよい。また、タワー本体２０自体の厚さを調節することによって、上述の厚さｔ１及び厚さｔ２を厚さｔ０よりも大きくしてもよい。
【００３２】
なお、図１〜図３を用いて説明した上述のドア用開口部１２の形状は、例えば図４に示す手法によって決定することができる。図４は、幾つかの実施形態に係るドア用開口部１２の形状を決定するフローを示す図である。
【００３３】
図４において、処理４１では、有限要素法（ＦＥＭ法）におけるメッシュ分割されたドア用開口部１２の各部について、風車に単位荷重が作用したときに生じる応力を算出する。
【００３４】
処理４２では、（ａ）風車に作用する荷重について、荷重履歴１〜荷重履歴ＮまでのＮ個のケースの時系列荷重データと、（ｂ）処理４１によって算出された、風車に単位荷重が作用したときにドア用開口部１２の各部（メッシュに対応する各部）に生じる応力の分布と、（ｃ）Ｎ個のケースの時系列荷重データについての、各ケースの発生頻度（発生回数）と、（ｄ）Ｓ−Ｎ線図と、に基づいて、ドア用開口部１２の各部について、応力評価方向１〜ｍ（例えば、主方向から１０度刻みで１８０度分（±９０度分）の方向）の各々における累積疲労損傷度ＤＦを算出し（処理４２１１〜処理４２１ｍ）、それらの累積疲労損傷度ＤＦのうちの最大値ＤＦＭＡＸを抽出する（処理４２２）。なお、処理４２１１〜処理４２１ｍの各処理フローは、応力の評価方向が異なること以外は同じであるため、方向２〜方向ｍについての処理フローは図４中において一部省略している。
【００３５】
上記処理４２１１〜処理４２１ｍの各々における詳細な処理フローは以下の通りである。まず、（ａ）風車に作用する荷重について、荷重履歴１〜荷重履歴ＮまでのＮ個のケースの時系列荷重データと、（ｂ）処理４１によって算出された、風車に単位荷重が作用したときにドア用開口部１２の各部（メッシュに対応する各部）に生じる応力の分布と、を積算することにより、各ケース（荷重履歴１〜Ｎ）の時系列荷重データが風車に作用した際にドア用開口部１２の各部に生じる応力履歴（応力分布）を評価方向毎に算出する。次に、その算出結果に対して２次元レインフロー処理（波数計数処理）を行い、その処理結果と、（ｃ）Ｎ個のケースの時系列荷重データについての、各ケースの発生頻度（発生回数）と、（ｄ）Ｓ−Ｎ線図と、に基づいて、各ケースの疲労損傷度を算出する。その後、各ケースの疲労損傷度を加算して、各評価方向における累積疲労損傷度ＤＦを算出する。なお、ドア用開口部１２の非溶接部については、累積損傷度を算出する前に、２次元レインフロー処理の結果に対して、平均応力の補正処理を行ってもよい。
【００３６】
判定４３では、処理４２２によって算出されたドア用開口部１２の各部についての最大値ＤＦＭＡＸが、ドア用開口部１２の全部分において１．０未満となるような制約条件下で、コーミングの重量を最小化できたか否かを判定する。判定４３において上記制約条件下でコーミングの重量を最小化できたと判定した場合には、処理４４においてドア用開口部の形状の最適化を完了し、ドア用開口部の形状が決定される。判定４３において、上記制約条件下でコーミングの重量を最小化できていないと判定した場合には、処理４５においてＦＥＭモデルの形状変更を行って、処理４１に戻り、判定４３において上記制約条件下でコーミングの重量を最小化できたと判断されるまで、上述の処理及び判定を繰り返す。
【００３７】
以上のように、図４に示すドア用開口部１２の形状を決定するための手法では、複数の応力方向について、複数の荷重条件での疲労損傷度を加算して累積損傷度ＤＦを算出し、複数の応力方向の累積損傷度ＤＦのうち大きな累積損傷度ＤＦＭＡＸを最適化の評価指標として選択している。このような手法を用いることにより、ミーゼス応力や主応力をベースに評価する手法よりも、応力方向を適切に考慮した強度評価を行うことが可能となり、図１〜図３を用いて上述したドア用開口部１２の形状を導くことができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  風力発電装置
２  風力発電装置用タワー
３  ナセル
４  ハブ
４ａ  ハブカバー
５  ブレード
６  主軸
７  増速機
８  出力軸
９  発電機
１０  ロータ
１２  ドア用開口部
１２Ｅ  周縁部
１２Ｕ  上縁部
１２Ｕ１  第１区間
１２Ｕ２  第２区間
１４  外周側コーミング
１４ａ  外周側コーミングの開口側端部
１６  内周側コーミング
１６ａ  内周側コーミングの開口側端部
２０  タワー本体
２０ａ  タワー本体の開口側端部
【図１】
2015161263.tif 000003
【図２】
2015161263.tif 000004
【図３】
2015161263.tif 000005
【図４】
2015161263.tif 000006
【図５】
2015161263.tif 000007