(57)【要約】【課題】電気ケーブルに対する荷重及びストレスを軽減するケーブルサポートシステムを提供する。【解決手段】風力タービンタワーと、ナセルと、ロータと、主軸と、を具備する風力タービンにおいて、ケーブルサポートシステムが、少なくとも主軸の長さに対応する長さを備えた、例えばサポートロッドのような少なくとも１つのサポート要素を有し、サポート要素が、サポート要素に沿って軸線方向に延び且つ電気ケーブルを受け入れると共に保持するように構成された、例えば溝のような任意の数の受入サブ要素を有し、ケーブルサポートシステムが、サポート要素が配置された主軸の長さに沿って延びる少なくとも１つの外部チューブを更に有することを特徴とする風力タービンによる。【選択図】図２
2015121226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも上端部を有する風力タービンタワーと、
前記風力タービンタワーの前記上端部に配置されたナセルであって、電力出力を生成するように構成された発電機を少なくとも備えるドライブトレインを少なくとも有したナセルと、
例えばロータの重量及び前記ロータに働く風によって生成された荷重を伝えるための軸受組立体を介して、前記ナセルに対して回転可能に接続されるように構成されたロータハブを有するロータであって、前記ロータハブに取り付けられ且つ空気力学的な形状部を介してブレード根元部に接続される先端部を備えた少なくとも１つの風力タービンブレードを更に有するロータと、
少なくとも回転トルクを前記ロータから前記ドライブトレインへと伝えるために、一端で前記ロータハブに接続され且つ他端で前記発電機に直接的に接続された回転可能な主軸であって、両端で開口部に接続された孔を有し、該孔において、少なくとも当該主軸を通して延びる例えば電力ケーブル又はデータケーブルといった任意の数の電気ケーブルを保持するためのケーブルサポートシステムが配置された、主軸と、を具備する風力タービンにおいて、
前記ケーブルサポートシステムが、少なくとも前記主軸の長さに対応する長さを備えた、例えばサポートロッドのような少なくとも１つのサポート要素を有し、該サポート要素が、前記サポート要素に沿って軸線方向に延び且つ前記電気ケーブルを受け入れると共に保持するように構成された、例えば溝のような任意の数の受入サブ要素を有し、前記ケーブルサポートシステムが、前記サポート要素が配置された前記主軸の長さに沿って延びる少なくとも１つの外部チューブを更に有することを特徴とする風力タービン。
【請求項２】
前記ケーブルサポートシステムが、例えばプレートのような第１の端部要素と、例えばプレートのような第２の端部要素と、を具備し、前記第１の端部要素及び前記第２の端部要素が、前記主軸の前記開口部にそれぞれ配置され、且つ、前記主軸に接続されたことを特徴とする請求項１に記載の風力タービン。
【請求項３】
少なくとも１つの中間サポートユニットが、前記第１の端部要素と前記第２の端部要素との間に配置されると共に前記貫通孔の側壁において嵌合接触面に接触するための少なくとも１つの接触面を有することを特徴とする請求項２に記載の風力タービン。
【請求項４】
前記中間サポートユニットが、前記中間サポートの外周縁から外方へと延びる、例えばフィンガのような少なくとも２つの突出要素を更に具備し、２つの前記突出要素の少なくとも一方が、前記中間サポートユニットの重心軸に対して径方向に動くように構成された可動要素であることを特徴とする請求項３に記載の風力タービン。
【請求項５】
調節機構が、前記可動要素に対して接続されると共に、前記調節機構が起動されるときに前記可動要素を動かすように構成されたことを特徴とする請求項４に記載の風力タービン。
【請求項６】
前記主軸が、前記ドライブトレイン内及び／又は前記サポート要素の一方において、ギヤボックスユニット又は発電機に接続され、且つ、前記外部チューブが、連続する順序で配置されると共に互いに接続された２以上の区分を有することを特徴とする請求項１に記載の風力タービン。
【請求項７】
前記主軸が、複合材料で形成されることを特徴とする請求項１に記載の風力タービン。
【請求項８】
請求項１に記載の風力タービンのためのケーブルサポートシステムの組み立て方法であって、
例えば電力ケーブル又はデータケーブルといった任意の数の電気ケーブルを少なくとも１つのサポート要素に対して配置する工程と、
前記ケーブルサポートシステムを主軸の貫通孔内に配置する工程と、
前記ケーブルサポートシステムの第１の端部要素及び第２の端部要素を前記主軸に取り付ける工程と、を含む方法において、
例えば電力ケーブル又はデータケーブルといった前記電気ケーブルが、前記サポート要素内に配置された任意の数の受入サブ要素に配置され、前記受入サブ要素が、前記ケーブルサポートシステムに沿った軸線方向に延びることを特徴とする方法。
【請求項９】
前記サポート要素が、前記サポート要素の前記サブ要素に前記電気ケーブルを配置する前又は後に、前記サポート要素を覆う少なくとも１つの外部チューブに更に配置されたことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの中間サポート要素が、前記端部要素の１つに対する第１の位置に配置されたことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記端部要素又は中間サポートユニットの少なくとも１つの位置が、例えば前記端部要素又は中間サポートユニットの少なくとも１つの可動要素を前記端部要素又は中間サポートユニットの重心軸に対して径方向に動かすことによって、前記主軸の前記貫通孔の重心軸に対して調整されたことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも上端部を有する風力タービンタワーと、風力タービンタワーの上端部に配置されたナセル（nacelle）であって、電力出力を発電するように構成された発電機を少なくとも備えるドライブトレインを少なくとも備えるナセルと、ロータの重量及びロータ上に作用する風から派生された荷重を伝えるために、例えば、軸受組立体を介して、ナセルに回転自在に接続されるように構成されたロータハブを備えるロータであって、ロータハブに取り付けられ、空気力学的プロファイルを介してブレード根元部に接続された先端部を有する、少なくとも１つの風力タービンブレードをさらに備えるロータと、ロータからドライブトレインに少なくとも回転トルクを伝えることために、一方の端部においてロータハブに接続され、別の端部において発電機に直接接続された回転自在な主軸であって、少なくとも主軸を通じて延伸する、例えば、電力ケーブル、データケーブルなどの任意の数の電気ケーブルを保持するために、孔の中に配置されたケーブルサポートシステムの両端部において開口部に接続された孔を備える主軸とを備える風力タービンに関する。
【０００２】
本発明は、また、先行する請求項のいずれか１つに定義された風力タービンのためのケーブルサポートシステムを組み立てる方法に関し、組立方法は、少なくとも１つのサポート要素に対して、例えば、電力ケーブル、データケーブルなどの任意の数の電気ケーブルを配置するステップと、主軸の貫通孔内にケーブルサポートシステムを配置するステップと、主軸に対してケーブルサポートシステムの少なくとも第１の端部要素及び第２の端部要素を取り付けるステップとを備える。
【背景技術】
【０００３】
風力タービンを通過して入ってくる風を取り込むために、風力タービンが空気力学的に設計された大型のブレードを有することは、よく知られている。典型的には、２つ又は３つの風力タービンブレードが、ナセル内のドライブトレインに接続された主軸の重心軸（centre axis）の回りを回転するロータハブに接続される。ロータは、ナセルとロータとの間の配置された、回動軸受組立体などの接合部を使って、ナセルによってサポートされる。接合部は、ナセルひいては風力タービンタワーのメインフレームに対して、ロータの重量及びロータ上に作用する荷重を伝えるように設計される。ロータハブは、発電機を通じて順々に延伸する相対的にフレキシブルな主軸に接続される。主軸は、ナセル内に位置するドライブトレインに対して、主として回転トルクを伝えるように設計される。
【０００４】
モデム風力タービンブレードは、多くの場合、ブレードの長さ方向に沿って配置された、荷重センサ又は風速センサのような任意の数のセンサを有する。ブレード又はその一部は、ブレード又はブレード部のピッチを所望のピッチ角に調節するためのピッチ調節手段に、さらに接続されてもよい。これらのセンサ及びピッチ調節手段は、主軸内の中央孔又は内径を通じて延伸する任意の数の電力ケーブル及び／又はコントロールケーブルに接続される。しかしながら、主軸は、電気ケーブルが故障の結果として生じる可能性がある荷重及びストレスにさらされることを引き起こす動作の間に２度までを曲げられるかもしれない。さらに、１４回転／分などの公称回動速度を有する回転主軸によりケーブルが曲げられない又は接触しないように、相対的な安定位置にケーブルを固定する必要がある。これは、ケーブルの特性を変えるかもしれないし、又はケーブルの絶縁を傷つけるかもしれない。
【０００５】
特許文献１は、発電機を通じて延伸しない主軸の使用を教示する代替の実施形態を開示する。ロータハブは、ナセルの先細りのフレーム部の自由端部が設置される円筒形状のフレーム部を備える。先細りのフレーム部は、ナセルの容器の残りの部分に、順々に強固に接続される。ロータハブの構造的荷重（structural load）がナセルによってサポートされるように、２つの環状の軸受ユニットが２つのフレーム部の間に配置される。主軸は、ロータハブ内の取り付けフランジに接続され、先細りのフレーム部内の中央孔を通じて延伸する。主軸の他方の端部は、たわみ継手を介して発電機に順々に接続されるギヤボックスユニットに連結される。発電機及びギヤボックスユニットは、主軸を通じて伝えられた振動及び曲げモーメントを打ち消すために、容器上に設置された振動減衰要素に取り付けられなければならない。振動減衰要素も、ドライブトレイン内の何らかの位置ずれを打ち消すために用いられてもよい。しかしながら、このような要素は、相当な摩耗や引裂にさらされ、３〜５年ごとに交換される必要があり、維持費や故障時間が増大する。このような振動減衰要素は、風力タービンによって経験されたストレスや荷重をモデル化すると、可変要素をさらに招き、これは、風力タービンの構成要素内で経験されたストレスや荷重の値を予測することをさらに困難にする。
【０００６】
この構成における主軸は、ロータハブが貫通孔内に設置されたチューブの回りを回転することを可能にする内径を有する中心貫通孔を備える。チューブは、ロータハブから外側へ延伸し、チューブの端部に設置された風向計に電気ケーブルを導く。電気ケーブルは、チューブの内部に緩く配置されており、それによって、塵、湿気又は水が、ロータハブの外部に位置する開口部を通じてナセルに入ることを可能にする。チューブがロータハブの外部に延伸するためにブレード及びピッチ機構におけるセンサ用のケーブルをチューブ内に配置することができないので、チューブは、風向計に対してケーブルのみを導くことができる。
【０００７】
他の風力タービンは、回転トルク及び重量とナセルに対するロータの荷重との両方を伝送するように設計された、固定サポートシャフトの形態の主軸を用いる。特許文献２は、発電機及びギヤボックスユニットを通じて延伸する中空の発電機軸を備えるドライブトレイン送電系統を有する、このような風力タービンを開示する。発電機軸は、ギヤボックスユニットを介してロータハブに接続される主軸に順々に連結される。中空の発電機軸は、油圧チューブ及び電気ケーブルが発電機及び主軸を通じてロータハブ内に誘導されることを可能にする。２つのシャフトは、ケーブル及びチューブを、さらに大型の主軸内部でサポートする必要性を生じさせる、異なる内径を有し、さもなければ、チューブ及びケーブルは、動作の間に回転軸の内部の周囲で自由に移動することができる。これは、チューブ又はケーブルが主軸の内側面に打撃を与え、場合によっては、油圧チューブ内の故障又は漏損を引き起こすリスクを増大する。
【０００８】
特許文献３は、システムが主軸の両端部において位置する細長いサポート要素を備える風力タービンの主軸の内部に配置された、ケーブル固定システムを開示する。複数のワイヤは、２つのサポート要素の間につるされ、サポート要素の１つの上の置かれた伸張手段を用いることによって伸張される。電気ケーブルは、複数のスライド可能なリング又はワイヤの長さ方向に沿って分散されたローラ軸受に接続される。サポート要素は、ケーブル固定システムが主軸の回転に追従するように、主軸のエンドフランジに対して堅く接続される。ケーブルは主軸の長さ方向に沿って多くのポイント内でつるされるが、ケーブルは、それでもなお、重力のために動作の間にポイント間で、移動する、又は曲がる。これは、ケーブルによって、主軸の内側面に打撃を与える若しくは破損させる場合があるし、又は１以上のポイントにおいて固定されなくなる場合がある。
【０００９】
特許文献４は、中空軸がギアボックスを通じて延伸し、それによって、電力ケーブルが中空軸を通じて誘導されることを可能にする、ロータに連結されたギアボックスを開示する。ケーブルは、複数のポイント内のシャフトの内部に配置されたケーブル支持体に対して固定されており、ケーブルサポートシステムは、プレート又はリブである。このプレート又はリブは、シャフトの変形と同調して湾曲若しくはねじれるかもしれず、それによって、ケーブルに対する付加的な摩耗を引き起こす。さらに、ケーブルは、多くのポイントでサポートされるだけであるため、湾曲するか、又は移動する可能性があり、それにより、ケーブルがシャフトの内側面に打撃を与えるというリスクがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第４，７５７，２１１号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１２／０５２０２３号パンフレット
【特許文献３】欧州特許第２０７８８５６号明細書
【特許文献４】欧州特許第１９２１３１０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、従来技術の上記の欠点を改善する風力タービンを提供することを目的とする。
【００１２】
本発明の目的は、電気ケーブルに対する荷重及びストレスを軽減するケーブルサポートシステムを提供することである。
【００１３】
本発明の目的は、主軸の長さ方向に沿ってケーブルをサポートするケーブルサポートシステムを提供することである。
【００１４】
本発明の目的は、迅速で簡単な組立を可能にするケーブルサポートシステムを組み立てる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の目的は、主軸の長さに少なくとも対応する長さを有する、例えばサポートロッドなどの少なくとも１つのサポート要素を備え、サポート要素は、サポート要素に沿って軸方向に延伸し、且つ電気ケーブルを受け入れて保持するように構成された、例えば溝などの任意の数の受入サブ要素を有し、ケーブルサポートシステムは、サポート要素が配置される主軸の長さ方向に沿って延伸する少なくとも１つの外部チューブをさらに備えるケーブルサポートシステムを特徴とする風力タービンによって達成される。
【００１６】
これは、主軸の全長に沿って安定位置に電気ケーブルを維持する風力タービンのためのケーブルサポートシステムを提供する。これは、電気ケーブルが動作の間に移動若しくは屈曲するのを防止し、それにより、ケーブル内で経験されるストレス、及び電気ケーブルの特性が疲労破損のために徐々に変化するリスクを低減する。この構成は、風力タービンのブレード上若しくはブレード内に配置された、荷重センサ、変位センサ、圧力センサ、振動センサ、又は同種のものなどの任意の数のセンサを有する、すべてのタイプの風力タービンに充分に適する。この構成は、また、ピッチを調節することができる風力タービンブレード（全体のブレードがピッチを調節する）、又は、部分的にピッチを調節することができる風力タービンブレード（ブレードの一部のみがピッチを調節する）を備える風力タービンに充分に適する。
【００１７】
電気ケーブルは、ロータ若しくはブレード内に位置するピッチ機構、センサ、又は照明を駆動するための電力ケーブル、風力タービンのセンサとコントローラとの間で制御信号を伝送するためのデータケーブル、又はロータハブ及び／又は風力タービンブレード内に位置する他のタイプの電気部品に接続された他のタイプの電気ケーブルを備えてもよい。電気ケーブルは、少なくとも２つの電気ケーブルを備える任意の数のバンドル内に配置されてもよい。電気ケーブルは、他方の端部において、ナセル内に位置する電源若しくは回路及び／又はコントローラに接続されてもよい。
【００１８】
用語「主軸」は、例えば、中間の回転軸又は発電機軸を介して、ロータからドライブトレインの発電機に対して直接又は間接的に回転トルクを少なくとも伝送するための回転軸として定義される。ドライブトレインは、主軸の相対的に低速の回転を、発電機のロータ組立体に対して接続される中間軸又は発電機軸のさらに高速の回転に変換するための、発電機と主軸との間に配置されたギヤボックスユニットを、さらに備えてもよい。本発明は、直結駆動式風力タービン（すなわち、ギヤボックスユニットが省略され、ロータが発電機に対して、例えば主軸を介して直接連結される風力タービン）に特に充分に適している。
【００１９】
ロータハブの構造フレームは、１つ、２つ、又はそれ以上の軸受システムなどの回転連結器を介して、ナセルの構造フレーム（すなわち、メインフレーム）に接続されてもよい。ロータハブは、ロータハブの内部に配置された、ロータ梁（rotor beam）又は同様のフレーム構造体を備えてもよい。ロータ梁又はフレーム構造体はロータの構造的荷重と、ロータ上に作用する風の動的荷重とを伝えるように構成されてもよい。ロータハブ、ひいてはロータ梁又はフレーム構造体は、例えば、開口部に接続された空隙の最下部において、ロータハブの前方に向かって位置する主軸を取り付けるためのナセル及び取り付けフランジに面する開口部を備えてもよい。空隙は、ナセルのフレーム構造体の主軸及び／又は自由端部を受け入れるように構成される。荷重は、その後、軸受システムを介してナセルのメインフレームに、及び、例えば偏揺機構（yaw mechanism）を介してさらに塔状構造上に、伝送されてもよい。主軸は、その後、主として、ロータから発電機に対して回転トルクを伝送するように構成されてもよい。これは、主軸のサイズ及び重量を低減することを可能にし、それによって、コストを低減する。
【００２０】
別の構成において、内部のロータ梁又はフレーム構造体は、省略されてもよく、ロータハブの外側容器は、ロータの構造的荷重と、ロータ上に作用する風の動的荷重とを伝えるように構成されてもよい。この構成において、取り付けフランジは、ナセルに面する開口部に位置してもよい。主軸は、この構成において、回転トルク及び必要に応じて曲げモーメント（すなわちロータの荷重及びロータ上に作用する風）を伝えるように構成されてもよい。
【００２１】
さらに別の構成において、主軸は、特許文献２などのような、回転トルク及び曲げモーメントの両方を伝えるように構成された別のシャフトに連結された中間軸又は発電機軸であってもよい。中間軸は、ロータと発電機との間に配置されてもよい。発電機軸は、ロータ側において発電機に接続されてもよく、及び／又は発電機を通じて延伸してもよく、必要に応じて発電機のグリッド側に接続されてもよい。この構成において、ケーブルサポートシステムは、主軸の内部にのみ配置されてもよいし、又は、他のシャフト内に少なくとも部分的に延伸してもよい。
【００２２】
受入サブ要素は、サポート要素の外部又は内周部に沿って配置されてもよい。サポート要素は、例えばロッド又はチューブなどの固体又は中空の円筒状要素として形成されてもよい。サブ要素は、例えばサポート要素の周囲に位置する、サポート要素の重心軸に対して平行な方向に延伸する溝又はスロットとして構成されてもよい。サブ要素は、その代りに、開口部に接続された貫通孔がサポート要素の両端部に位置するように構成されてもよい。溝又は貫通孔は、溝又は貫通孔内に配置されるように意図された電気ケーブルの種類に応じて、異なるサイズを有してもよい。サブ要素の数は、２〜２０の間、又は４〜１０の間であってもよい。これは、サポート要素の端部面又は側面のいずれかからサブ要素内に電気ケーブルが配置されることを可能にする。サブ要素は、主軸を通じて延伸する任意の数の油圧孔（hydraulic hole）を受け入れるように、付加的に又は代替え的に、構成されてもよい。
【００２３】
サポート要素は、サポート要素の外径又は幅に対して、多かれ少なかれ対応する内径又は幅を有する外部チューブの内部に配置されてもよい。チューブの内側面は、サポート要素の外側輪郭を追従するように構成される。サポート要素は、円形、楕円、四角形、三角形、多角形状の断面プロファイルであってもよい。これは、組立及び動作の間に電気ケーブルを所定の位置に維持することを、外部チューブが支援することを可能にする。また、何らかの外的ショック又は衝撃から電気ケーブル及びサポート要素を保護する。外部チューブは、主軸の内径と同じくらいの大きさの外径を有してもよい。サポート要素及び／又は外部チューブは、鋼などの金属、又はナイロンなどのプラスチック、又は別の適切な材料から作成されてもよい。
【００２４】
１つの実施形態によれば、ケーブルサポートシステムは、例えばプレートなどの第１の端部要素と、例えばプレートなどの第２の端部要素とを備え、２つの端部要素は、主軸の開口部にそれぞれ位置して、主軸に接続される。
【００２５】
サポート要素及び／又は外部チューブは、主軸に対する所定位置に（例えば主軸の重心軸に対してある程度対応する位置に）ケーブルサポートシステムを保持するように構成された２つの端部要素に接続されてもよい。端部要素は、プレート、細長い要素、Ｘ形の要素若しくはＹ形の要素、複数のスポークをもつホイール、又は別の適切な形状として形成されてもよい。端部要素は材料を節約するための任意の数のカットアウトを備えてもよい。端部要素は、サポート要素及び／又は外部チューブに、取り付けられる、又はその一部を形成してもよい。端部要素は、締結手段（ボルト、ナット、ネジ、リベット又は同種のもの）を用いることによって、主軸（例えば主軸のエンドフランジ）に対して端部要素を取り付けるための、例えば取り付け孔などの取り付け手段を備えてもよい。端部要素の一方又は双方は、主軸内の貫通孔の内側面上に位置する嵌合接触面と接触するための接触面を備えてもよい。
【００２６】
端部要素の少なくとも１つは、端部要素が移動することができるように、すなわち、外部チューブに対して回転することができるように、外部チューブに接続されたブッシング又は軸受を備えてもよい。これは、端部要素がサポート要素や外部チューブを壊したり傷つけたりせずに、動作の間の主軸のねじれから分離することを可能にする。これは、また、主軸の軸変形とは無関係に、チューブが軸方向に変形することを可能にする。
【００２７】
１つの構成において、例えばエアギャップなどの隙間は、サポート要素及び／又は外部チューブの外側面と、及び主軸内の貫通孔の内側面との間に形成されてもよい。サポート要素及び／又は外部チューブの外径と主軸内の貫通孔の内径との間の比は、少なくとも１：２であってもよい。比は、１：２、１：３、１：５、１：１０、又はその間の任意の値であってもよい。これは、主軸の壁厚が低減されるのを可能にし、それにより、重量及び材料を節約する。主軸は、例えば、主軸の中間点において測定された、１０〜５００ミリメートル、２０〜２５０ミリメートル、又は３０〜１００ミリメートルの壁厚を有してもよい。
【００２８】
特別の実施形態によれば、少なくとも１つの中間サポートユニットは、第１の端部要素と第２の端部要素との間に配置され、貫通孔の側壁上の嵌合接触面と接触するための少なくとも１つの接触面を備える。
【００２９】
１つ以上の中間サポートユニットは、外部チューブひいてはサポート要素の長さ方向に沿って分散されてもよい。中間サポートユニットは、主軸の回転の間に外部チューブ及びサポート要素を所定の位置に保持するように構成されてもよい。中間サポートユニットは、取り付けフランジを使って外部チューブに接続されるか、又は外部チューブの一部を形成してもよい。外部チューブは、例えば、ボルト、ナット、ネジ、リベット、又は同種のものなどの締結手段を介して、外部チューブに対して中間サポートを取り付けるための嵌合取り付けフランジを備えてもよい。簡単な実施形態において、中間サポートユニットは、中間サポートユニットの重心軸から径方向に外側へ延伸する、サポート板及び／又は任意の数の（好ましくは少なくとも３つの）フィンガ（fingers）を備えてもよい。フィンガは、サポート板の一部を形成するか、又は、例えばボルト、ナット、ネジ、リベット、又は同種のもののような締結手段によって、サポート板に直接接続されてもよい。フィンガは、中間サポートユニット、すなわちサポート板の外周縁から外側へ突出してもよい。第２のサポート板は、第１のサポート板に対して配置され、スペーサ要素を介して第１のサポート板及び／又はフィンガに接続されてもよい。フィンガは、２枚のサポート板の間に配置されてもよい。１セット又は２セットのフィンガが、所望の構成に応じて用いられてもよい。各フィンガ又はサポート板は、主軸内の貫通孔の側壁上の嵌合接触面と接触するための少なくとも１つの接触面を備えてもよい。側壁は、主軸内の貫通孔の内部寸法を規定する。これは、中間サポートユニットが多くのポイントで主軸の側壁と接触することを可能にし、従って、主軸に対して適正な位置に中間サポートユニットを移動させるのに必要な力の量を低減する。中間サポートユニットは、必要に応じて、側壁の全周囲にある程度沿って主軸と接触してもよい。例えば潤滑材などの摩擦低減材を、中間サポートユニットを配置するために用いてもよい。これは、ケーブルサポートシステムのさらに容易な設置を可能にする。
【００３０】
端部要素及び／又は中間サポート要素は、鋼などの金属、又はナイロン（例えばポリアミド）などのプラスチックであってもよい。
【００３１】
さらなる特有の実施形態によれば、中間サポートユニットは、中間サポートの外周から外側へ延伸する、例えばフィンガなどの少なくとも２つの突出要素をさらに備え、２つの突出要素の少なくとも１つは、中間サポートユニットの重心軸に対して径方向に移動するように構成された可動要素である。
【００３２】
フィンガの少なくとも１つ又は第２の種類のフィンガは、中間サポートユニットの重心軸に対して径方向に移動されるように構成された可動要素又はフィンガとして形成されてもよい。可動要素は、トラック及び／又は溝に沿って誘導されるように構成されてもよい。フィンガのすべて又はいくつかは、可動要素として形成されてもよい。移動可能なフィンガは、フィンガ及び／又はサポート板（複数可）上に配置された１つ以上の調節機構によってサポート板（複数可）に接続されてもよい。
【００３３】
調節機構は、フィンガ及びサポート板の少なくとも１つに対して接続された１つ以上のボルトを備えてもよいし、又は、フィンガ若しくはサポート板内の取り付け孔を通じて延伸する個別のボルトを備えてもよい。ボルトの自由端部は、細長い孔又は移動可能なフィンガの位置を調節するために隣接する要素上の一連の孔内に配置されてもよい。ナットは、可動要素を所望の位置に固定するために用いられてもよい。
【００３４】
特有の実施形態によれば、調節機構は、可動要素に接続され、調節機構が作動させられるときに、その要素を移動させるように構成される。
【００３５】
調節機構は、調節機構が作動させられるときに、移動可能なフィンガが移動されることを可能にするツールによって作動させられるように構成されてもよい。調節機構は、例えば、ボルト又は移動可能フィンガの１つに対して配置されたねじりバネの圧縮バネなどのバネ要素によってロードされたバネであってもよい。機構を作動させることによってバネ要素内に蓄積されたバネ力は、例えば第２の可動要素によって、フィンガを径方向に動かすために用いられてもよい。例えばＶ字形の要素などの第２の可動要素は、移動可能フィンガ上の例えば傾斜面などの嵌合接触面と接触するための例えば別の傾斜面などの接触面を有してもよい。機構が作動させられるときに、第２の可動要素は、重心軸から離れるように、又は重心軸に向かって、移動可能フィンガを移動させる。別の種類の調節機構が、その代りに用いられてもよい。
【００３６】
調節機構は、移動可能フィンガが収納位置に配置されて、その後ロックされることを可能にする、取り外し機構として機能するために形成されてもよい。中間サポートユニットが主軸に対して所望の位置に配置されるとき、取り外し機構は、その後、移動可能フィンガが主軸の貫通孔の側壁と接触するように作動されてもよい。中間サポートユニットから放射状に外側へ延伸するフィンガの２つ以上は、移動可能フィンガとして形成されてもよい。これは、中間サポートユニットのさらに容易な位置決めを可能にし、ひいては主軸に対するケーブルサポートシステムの位置決めを可能にする。
【００３７】
１つの実施形態によれば、主軸は、ドライブトレイン及び／又はサポート要素の少なくとも１つ内のギヤボックスユニット又は発電機に接続され、外部チューブは、連続する順序で配置され、且つ互いに接続される２つ以上の区分（区画）を備える。
【００３８】
発電機は、主軸が少なくともロータから発電機又はギヤボックスユニットまで延伸してもよい場合、ロータに対してナセルの反対側の端部に配置されてもよい。主軸は、例えばロータ梁の最下部に位置する、ロータハブの取り付けフランジに接続されてもよい。主軸は、発電機又はギヤボックスユニットのロータ側又はグリッド側に位置する取り付けフランジに接続されてもよい。主軸は、ギヤボックスユニットを通じて延伸し、必要に応じて、発電機の内部に配置されたロータ組立体に対して順々に接続される発電機軸に連結されてもよい。主軸又は発電機軸は、グリッド側において、主軸の内部に位置する電気ケーブルに接続された任意の数のフェーズ（phase）又は端子（terminal）を有するスリップリングユニットに接続されてもよい。電気ケーブルの別のセットは、スリップリングユニットに、及び風力タービン構造内の別の電気部品に接続されてもよい。これは、ナセルの荷重配分のバランスをとることを可能にし、発電機に対するさらに容易なアクセスを提供する。これは、発電機をロータ端部に位置する発電機に比べて、さらに容易な設置及び整備を可能にする。
【００３９】
サポート要素及び／又は外部チューブは、ケーブルサポートシステムの長さ方向に沿って分散された任意の数の区分を備えてもよい。区分は、連続する順序で分散され、例えば締結手段を介して互いに相互連結されてもよい。例えばネジ込み式のボルト又はナットなどの締結手段は、２つの隣接する区分間の接合部に配置されてもよい。反対側の対抗する端部面上の接合部内に位置する、例えば嵌合ネジ込み式のボルト、ナットなどの別の締結手段は、２つの区分を接続するために用いられてもよい。代替え的に又は付加的に、ネジ込み式ロッドの形態の個別の締結手段は、サポート要素の中央孔内に配置されて、２つの区分を接続するために用いられてもよい。外部チューブ部は、チューブ部の一方又は両方の端部に位置する取り付けフランジによって接続されてもよい。
【００４０】
１つの実施形態において、中間サポートユニットは、接合部に位置する外部チューブ部の取り付けフランジの少なくとも１つに接続されてもよい。追加的な取り付けフランジが必要ではないので、これは、外部チューブに対する中間サポートユニットの簡単且つ容易な接続を可能にする。付加的に又は代替え的に、外部チューブ上に位置する別の取り付けフランジは、中間区分を所望の位置に維持するために用いられてもよい。これは、中間サポートユニット又は複数の中間サポートユニットが、外部チューブの長さ方向に沿って配置されることを可能にする。
【００４１】
外部チューブ及び／又はサポート要素は、主軸の長さに少なくとも対応する長さを有していてもよい。外部チューブ及び／又はサポート要素は、発電機を通じて延伸する、すなわち、発電機の長さに少なくとも対応する長さを有する、区分をさらに備えてもよい。サポート要素及び／又は外部チューブの長さは、少なくとも３メートル、又は３〜１５メートル、４〜１２メートル、若しくは５〜１０メートルであってもよい。外部チューブ及び／又はサポート要素の各区分の長さは、少なくとも４００ミリメートル又は少なくとも１０００ミリメートルであってもよい。サポート要素の区分は、外部チューブの長さとは異なる長さを有してもよい。
【００４２】
１つの実施形態によれば、主軸は複合材料から作成される。
【００４３】
主軸は、高いねじり強度を有しながら、その初期位置に対して屈曲又は曲げることができる相対的にフレキシブルな主軸として構成されてもよい。主軸は、フィラメント巻シャフト、予備含浸繊維複合シャフト、スラット構造シャフト（適切な柔軟接着剤を用いることによって互いに接続された、長手方向又は螺旋状の順序で配置された複数の細長い薄板によって形成されたシャフト）又は別の適切な複合シャフトなどの複合材料から作成されてもよい。このようなシャフト内の繊維は、例えばガラス、炭素、玄武岩、アラミド、有機繊維などの異なる種類の繊維の中から選択されてもよい。１つの好ましい構成において、主軸は、例えば、ナノクレイ、カーボンナノチューブ、ナノシリカ、又は別の適切なナノコンポジット材料を備えるナノコンポジット材料であってもよい。これは、主軸がロータからドライブトレイン（特に発電機）に対する曲げモーメントの転送を防止することを可能にする。これは、ドライブトレインの構成部品が、曲げ荷重を考慮に入れる必要なく、メインフレームに取り付けられることを可能にする、それにより、様々な構成部品の取り外しや交換だけでなく整備もさらに容易にする。
【００４４】
主軸の材料は、主軸がロータ及び／又は発電機によって荷重をかけられるときにシャフトの一方の端部が他方の端部に対して所定の角度間隔の範囲内でねじることができるように、選択されてもよい。主軸は、構造的強度の増やすための鋼などの金属、又は落雷の場合の電流の伝達を防止するための繊維強化複合材料などの電気的な絶縁材料から作成されてもよい。
【００４５】
本発明の目的は、また、風力タービンのためのケーブルサポートシステムを組み立てる方法であって、例えば電力ケーブル、データケーブルなどの電気ケーブルは、サポート要素内に位置する任意の数の受入サブ要素内に配置され、サブ要素は、ケーブルサポートシステムに沿って軸方向に延伸することを特徴とする方法によって達成される。
【００４６】
これは、特許文献３のシステムとは異なり、主軸の全長に沿って電気ケーブルをサポートするケーブルサポートシステムを組み立てる簡単で且つ容易な方法を可能にする。この構成は、ケーブルサポートシステムが主軸内に配置される前又は後に、電気ケーブルが受入サブ要素内に配置されることを可能にする。サポート要素は、例えばロッド又はチューブなどの円筒状又は固体の要素として形成されてもよく、ここで、サポート要素の内部に位置する貫通孔の外側面又は周囲に位置する溝として、サブ要素が形成される。これは、特許文献３のように複数のスライド可能なリング又はローラ軸受に電気ケーブルを接続する必要はないので、電気ケーブルのさらに容易な配置を可能にする。この構成は、ケーブルサポートシステムが、ナセル内に設置される前に、組み立てられて、主軸内に設置されることを可能にする。
【００４７】
１つの実施形態によれば、サポート要素は、サポート要素のサブ要素内に電気ケーブルを配置する前又は後に、サポート要素を囲む少なくとも１つの外部チューブ内にさらに配置される。
【００４８】
特許文献３のスライド可能なリング又はローラ軸受はと異なり、外部チューブは、溝内の所定の位置に電気ケーブルを維持するために用いられてもよく、外的ショック及び衝撃から電気ケーブルを保護する。サポート要素及び／又は外部チューブは、サブ要素内に電気ケーブルを配置する前に相互に接続されてもよい２つ以上の区分を備えてもよい。サポート要素及び／又は外部チューブの区画式の構成は、ケーブルサポートシステムの長さが簡単で且つ容易な方式で所望の長さに適応することを可能にする。また、電気ケーブルがサポート要素上に所定の位置に誘導されるように、外部チューブ及び／又はサポート要素が区分ごとに組み立てられることを可能にする。
【００４９】
１つの実施形態によれば、少なくとも１つの中間サポート要素は、端部要素の少なくとも１つに対する第１の位置に配置される。
【００５０】
主軸は、例えばエアギャップなどの隙間が２つのユニット間に形成されるように、外部チューブの外径より大きい内径を有する貫通孔を備えてもよい。１つ以上の中間サポートユニットは、ケーブルサポートシステムを主軸内に設置する前に、外部チューブの長さ方向に沿って配置されてもよい。中間サポートユニットは、外部チューブ上の位置にスライドされることを可能にする中央孔を備えてもよい。中間サポートユニットは、その後、チューブ部の端部又はその間に位置する１つ以上の取り付けフランジに接続されてもよい。これは、主軸の長さに沿った多くのポイント内にケーブルサポートシステムがサポートされることを可能にする。この構成は、また、中間サポートユニットが２つのユニット間の摩擦の量を低減する、数ポイントの主軸内の貫通孔の側壁とだけ接触するので、迅速で且つ簡単な方式でケーブルサポートシステムが設置されることを可能にする。
【００５１】
端板の形態の第１及び第２の端部要素は、その後、主軸の両端部において外部チューブに接続されてもよい。代替え的に、端部要素の１つは、主軸内にケーブルサポートシステムを配置する前に、外部チューブに接続されてもよい。これは、主軸の貫通孔が少なくとも部分的に遮断されることを可能にする。
【００５２】
特有の実施形態によれば、端部要素又は中間サポートユニットの少なくとも１つの位置は、例えば、その端部要素又は中間サポートユニットの重心軸に対して径方向に、その端部要素又は中間サポートユニットの少なくとも１つの可動要素を移動させることによって、主軸の貫通孔の重心軸に対して調節される。
【００５３】
ケーブルサポートシステムが主軸内に配置された後、サポート要素及び外部チューブの位置は、中間サポートユニット及び／又は端部要素の１つ以上の上に位置する調節機構を作動させることによって調節されてもよい。サポート要素及び外部チューブは、中間サポートユニット及び／又は端部要素の重心軸に対して径方向にフィンガの形態の可動要素を移動させることによって、主軸の重心軸に整列されてもよい。調節機構は、主軸内でのケーブルサポートシステムの位置決め前、位置決め中、又は位置決め後に、ツールによって作動させられてもよい。調節機構は、ケーブルサポートシステムが主軸内に配置された後に、個々に作動させられてもよい。これは、主軸の回転の間にケーブルサポートシステム上に作用する遠心力を低減する主軸内の中央位置に、サポート要素ひいては電気ケーブルが配置されることを可能にする。
【００５４】
ケーブルサポートシステムが、主軸内に配置されて、その後、取り外される前に、移動可能フィンガは、収納位置内に固定されてもよい。これは、ケーブルサポートシステムのさらに容易な位置決めを可能にし、各中間サポートユニットが、ケーブルサポートシステムの位置決めの前又は間に、集中化されることを可能にする。
【００５５】
本発明は、少なくとも上端部を有する風力タービンタワーと、風力タービンタワーの上端部に配置されたナセルであって、電力出力を発電するように構成された発電機を少なくとも備えるドライブトレインを少なくとも備えるナセルと、ロータの重量及びロータ上に作用する風から派生された荷重を伝えるために、例えば、軸受組立体を介して、ナセルに回転自在に接続されるように構成されたロータハブを備えるロータであって、ロータハブに取り付けられ、空気力学的プロファイルを介してブレード根元部に接続された先端部を有する、少なくとも１つの風力タービンブレードをさらに備えるロータと、ロータからドライブトレインに少なくとも回転トルクを伝えることために、一方の端部においてロータハブに接続され、別の端部において発電機に直接接続された回転自在な主軸であって、孔の中に配置されたケーブルサポートシステムの両端部において開口部に接続された孔を備え、少なくとも主軸を通じて延伸する、例えば、電力ケーブル、データケーブルなどの任意の数の電気ケーブルを保持するための外部チューブを少なくとも備える主軸とを備え、ケーブルサポートシステムは、主軸の開口部にそれぞれ位置する、例えばプレートなどの第１の端部要素と、例えばプレートなどの第２の端部要素とを備え、少なくとも１つの中間サポートユニットは、第１の端部要素と第２の端部要素との間に配置され、主軸内の貫通孔の嵌合接触面に接触するために少なくとも１つの接触面を備えることを特徴とする風力タービンにさらに関してもよい。
【００５６】
これは、主軸の全長に沿って主軸に対する所定位置にケーブルサポートシステムを維持する風力タービンのためのケーブルサポートシステムを提供する。外部チューブは、何らかの外的ショック又は衝撃から電気ケーブル及びサポート要素を保護する。外部チューブは、主軸の内径と同じくらいの大きさの外径を有してもよい。外部チューブは、主軸の重心軸に対してある程度対応する位置に電気ケーブルを保持する。この構成は、風力タービンのブレード上若しくはブレード内に配置された、荷重センサ、変位センサ、圧力センサ、振動センサ、又は同種のものなどの任意の数のセンサを有する、すべてのタイプの風力タービンに充分に適する。この構成は、また、ピッチを調節することができる風力タービンブレード（全体のブレードがピッチを調節する）、又は、部分的にピッチを調節することができる風力タービンブレード（ブレードの一部のみがピッチを調節する）を備える風力タービンに充分に適する。
【００５７】
１つの実施形態によれば、主軸の貫通孔は、内径を規定する側壁を有し、電気ケーブルを保持する要素は、外径を規定する外側面を有し、例えばエアギャップなどの隙間は、外側面と側壁との間に形成され、外径と内径との間の比は、少なくとも１：２である。
【００５８】
この構成は、例えば外部チューブなどの電気ケーブルを保持する要素又はケーブルが配置されるサポート要素の外側面と、主軸内の貫通孔の内側面との間に例えばエアギャップなどの隙間が形成されることを可能にする。サポート要素及び／又は外部チューブの外径と主軸内の貫通孔の内径との間の比は、少なくとも１：２であってもよい。比は、１：２、１：３、１：５、１：１０、又はその間の任意の値であってもよい。これは、主軸の壁厚が低減されるのを可能にし、それにより、重量及び材料を節約する。主軸は、例えば、主軸の中間点において測定された、１０〜５００ミリメートル、２０〜２５０ミリメートル、又は３０〜１００ミリメートルの壁厚を有してもよい。端部要素及び／又は中間サポート要素は、鋼などの金属、又はナイロン（例えばポリアミド）などのプラスチックであってもよい。
【００５９】
特有の実施形態によれば、中間サポートユニットは、中間サポートの外周から外側へ延伸する、例えばフィンガなどの少なくとも２つの突出要素をさらに備え、２つの突出要素の少なくとも１つは、中間サポートユニットの重心軸に対して径方向に移動するように構成された可動要素である。
【００６０】
フィンガの少なくとも１つ又は第２の種類のフィンガは、中間サポートユニットの重心軸に対して径方向に移動されるように構成された可動要素又はフィンガとして形成されてもよい。可動要素は、トラック及び／又は溝に沿って誘導されるように構成されてもよい。フィンガのすべて又はいくつかは、可動要素として形成されてもよい。移動可能なフィンガは、フィンガ及び／又はサポート板（複数可）上に配置された１つ以上の調節機構によってサポート板に接続されてもよい。調節機構は、フィンガ及びサポート板の少なくとも１つに対して接続された１つ以上のボルトを備えてもよいし、又は、フィンガ若しくはサポート板内の取り付け孔を通じて延伸する個別のボルトを備えてもよい。ボルトの自由端部は、細長い孔又は移動可能なフィンガの位置を調節するために隣接する要素上の一連の孔内に配置されてもよい。ナットは、可動要素を所望の位置に固定するために用いられてもよい。
【００６１】
特有の実施形態によれば、調節機構は、可動要素に接続され、調節機構が作動させられるときに、その要素を移動させるように構成される。
【００６２】
調節機構は、調節機構が作動させられるときに、移動可能なフィンガが移動されることを可能にするツールによって作動させられるように構成されてもよい。調節機構は、例えば、ボルト又は移動可能フィンガの１つに対して配置されたねじりバネの圧縮バネなどのバネ要素によってロードされたバネであってもよい。機構を作動させることによってバネ要素内に蓄積されたバネ力は、例えば第２の可動要素によって、フィンガを径方向に動かすために用いられてもよい。例えばＶ字形の要素などの第２の可動要素は、移動可能フィンガ上の例えば傾斜面などの嵌合接触面と接触するための例えば別の傾斜面などの接触面を有してもよい。機構が作動させられるときに、第２の可動要素は、重心軸から離れるように、又は重心軸に向かって、移動可能フィンガを移動させる。別の種類の調節機構が、その代りに用いられてもよい。
【００６３】
調節機構は、移動可能フィンガが収納位置に配置されて、その後ロックされることを可能にする、取り外し機構として機能するために形成されてもよい。中間サポートユニットが主軸に対して所望の位置に配置されるとき、取り外し機構は、その後、移動可能フィンガが主軸の貫通孔の側壁と接触するように作動されてもよい。中間サポートユニットから放射状に外側へ延伸するフィンガの２つ以上は、移動可能フィンガとして形成されてもよい。これは、中間サポートユニット、ひいては主軸に対するケーブルサポートシステムのさらに容易な位置決めを可能にする。
【００６４】
１つの実施形態によれば、ケーブルサポートシステムは、主軸の長さに少なくとも対応する長さを有する、例えばサポートロッドなどの少なくとも１つのサポート要素を備え、サポート要素は、サポート要素に沿って軸方向に延伸し、且つ電気ケーブルを受け入れて保持するように構成された、例えば溝などの任意の数の受入サブ要素を有する。
【００６５】
これは、主軸の全長に沿って電気ケーブルを安定位置に維持するサポート要素を提供する。この構成は、また、電気ケーブルが動作の間に移動若しくは屈曲するのを防止し、それにより、ケーブル内で経験されるストレス、及び電気ケーブルの特性が疲労破損のために徐々に変化するリスクを低減する。
【００６６】
本発明は、例のみによって、図面を参照して、記載される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明によるピッチを調節することができる風力タービンの好ましい実施形態を示す。
【図２】本発明による部分的にピッチを調節することができる風力タービンの好ましい実施形態を示す。
【図３】ナセルに接続されたロータの好ましい実施形態を示す。
【図４】図３に示される発電機のグリッド側を示す。
【図５】本発明によるケーブルサポートシステムを示す。
【図６】図５に示されるケーブルサポートシステムの外部チューブを示す。
【図７】図５に示されるケーブルサポートシステムのサポート要素を示す。
【図８】組み立てられた場合の外部チューブ及びサポート要素を示す。
【図９】一方の端部から見た図８に示された外部チューブ及びサポート要素を示す。
【図１０】図５に示される中間サポートユニットの分解組立図を示す。
【図１１】図１０に示された中間サポートユニットのカットアウトを示す。
【図１２】外部チューブに対する中間サポートユニットの取り付けを示す。
【発明を実施するための形態】
【００６８】
以下の本文において、図面は１つずつ記載されることになり、図面において認識される異なる部分及び位置は、異なる図面の同じ番号で番号付けされることになる。特定の図面に示されるすべての部分及び位置は、その図面と共に必ずしも論じられるようになるとは限らない。
【００６９】
図１は、本発明によるピッチを調節することができる風力タービン１の好ましい実施形態を示す。風力タービン１は、地表面２だけでなく海面にも配置される。風力タービン１は、上端部と、上端部とは逆方向に向く下端部とを有する風力タービンタワー３を備える。下端部は、土台４の取り付け端部に取り付けられるように構成される。風力タービンタワー３は、風力タービンタワー３を形成するために相互に取り付けられる２つ、３つ、又はそれ以上のタワー部（図示せず）を備えてもよい。ナセル５は、風力タービンタワー３の最上部に配置され、例えば偏揺機構（図示せず）を介して、風力タービンタワー３に対して回転自在に接続される。ロータハブ６を有するロータは、例えばロータハブ６とナセル５のメインフレーム構造との間の軸受組立体を介して、ナセル５に対して回転自在に接続される。ピッチを調節することができる風力タービンブレードの形態の２つ以上の風力タービンブレード７（３つの風力タービンブレードが図示される）が、例えば１つ以上のピッチ機構（図示せず）を介して、ロータハブ６に接続される。風力タービンブレード７は、回転の面を形成するために、ロータハブ７の中央から外側へ延伸し、各ブレード７は、先端部８とブレード根元部９とを備える。各ブレード７は、先端エッジ１２及び後端エッジ１３を介して、吸込み側１１を規定する第２の面に接続された圧迫側（pressure side）１０を規定する第１の面を備える。
【００７０】
図２は、本発明による部分的にピッチを調節することができる風力タービン１４の好ましい実施形態を示す。この構成において、風力タービンブレード１５は、内側ブレード部１６及び外側ブレード部１７を有する部分的にピッチを調節することができるブレードとして、少なくとも構成される。外側ブレード部１７は、ピッチ接合部１８に配置された別のピッチ機構（図示せず）を介して内側ブレード部１６に接続される。ピッチ機構は、ピッチ角に従って、内側ブレード部１６に対する外側ブレード部１７のピッチを調節するように構成される。内側ブレード部１６は、先端部８に面する、第１のブレード端部、すなわち外側ブレード端部を有する。外側ブレード部１７は、ブレード根元部９に面する、第２のブレード端部、すなわち内側ブレード端部を有する。ブレード部１６、１７は、例えばストール制御の内側ブレード部１６、ピッチ制御の外側ブレード部１７などの、同じ空気力学的プロファイル又は異なる空気力学的プロファイルを有してもよい。
【００７１】
構造の内部を図示するために構造の一部が取り除かれた図３は、ロータ及びナセル５の好ましい実施形態を示す。主軸１９は、ナセル５内のロータから発電機２０まで、少なくとも回転トルクを伝送することために、一方の端部においてロータハブ６に接続される。主軸１９は、他方の端部において、発電機２０に直接接続される。主軸１９は、両端部の開口部２１に接続された貫通孔（図示せず）を備える。図３に示すように、ケーブルサポートシステム２２は、貫通孔内に配置される。主軸１９は、高いねじり強度を有しながら、その初期位置に対して屈曲することができる相対的にフレキシブルな主軸である。主軸１９は、フィラメント巻シャフト、予備含浸繊維複合シャフト、スラット構造シャフト、又は別の適切な複合シャフトなどの複合材料から作成される。主軸１９の材料は、主軸１９がロータ及び／又は発電機２０によって荷重をかけられたときに、シャフトの１つの端部が他方の端部に対して所定の角度間隔の範囲でねじれることができるように選択される。
【００７２】
ナセル５は、風力タービンタワー３の最上部に配置された偏揺軸受２４を有する偏揺機構に接続されたメインフレーム２３の形態の支持構造を備える。メインフレーム２３は、発電機２０に面する開口部２５ａ及びロータハブ６に面する開口部２５ｂに接続された空隙を有する。メインフレーム２３は、構造的荷重と、ナセル５上に作用する流入風によって発生された荷重とを伝えるように構成される。これらの荷重は、その後、偏揺軸受２４を介して風力タービンタワー３に伝送される。
【００７３】
ロータハブ６は、ロータハブ６の外側容器の内部に配置されたロータ梁２６の形態の支持構造を備える。ロータ梁２６は、構造的荷重と、ロータハブ６上に作用する流入風によって発生された荷重とを伝えるように構成される。ロータ梁２６は、ナセル５に面する開口部２７に接続された空隙を備える。主軸１９の嵌合取り付けフランジに取り付けるための取り付けフランジ２８は、例えばロータ梁２６の空隙の最下部において、ロータハブ６の前方２９に向かって位置する。ロータ梁２６は、ナセル５のメインフレーム２３に対してロータの荷重を伝送するために２つの軸受システムの形態の回転連結器を介してメインフレーム２３に回転自在に接続される。
【００７４】
主軸１９は、ロータ梁２６及びメインフレーム２３の空隙内に配置され、開口部２５ｂ、ナセル５の２７、及びロータハブ６を通じて延伸する。主軸１９は、発電機１９の嵌合取り付けフランジ３１に取り付けるために反対側の端部に位置する取り付けフランジ３０を備える。
【００７５】
図４は、グリッド側３２及び発電機側３３を有する発電機２０を示す。発電機２０は、電力出力を発電するように構成され、ステータ組立体（図示せず）に対して配置されたロータ組立体（図示せず）を備える。
【００７６】
図４に示すように、ケーブルサポートシステム２２は、主軸１９の貫通孔の内部に配置され、発電機２０のロータ組立体を通じて延伸する。ケーブルサポートシステム２２は、グリッド側３２においてスリップリングユニット３４に接続される。スリップリングユニット３４は、主軸１９内に位置する任意の数の電気的ケーブル（図示せず）に電気的に接続された任意の数のフェーズ、すなわち端子を備える。スリップリングユニット３４のフェーズは、風力タービン構造内に位置する様々な電気部品に接続された任意の数のケーブルを有する電気ケーブルの別のセットにさらに接続される。
【００７７】
図５は、主軸１９内に設置される前の本発明によるケーブルサポートシステム２２を示す。ケーブル支持体２２は、主軸１９の長さ方向に沿って延伸する第１の部分３５ａと、発電機２０を通じて延伸する第２の部分３５ｂとを有する外部チューブ３５を備える。
【００７８】
外部チューブ３５は、端板の形態の第１の端部要素３７が配置される第１の開口部３６ａと、発電機２０のグリッド側３２に位置する第２の開口部３６ｂとを備える。端板の形態の第２の端部要素３８は、第２の開口部３６ｂに対して外部チューブ３５上の所定位置に配置される。端部要素３７、３８は、例えばロータ組立体などの発電機２０の取り付けフランジ２８及び取り付けフランジ３９に取り付けるための取り付け手段（例えば取り付け孔）を備える。
【００７９】
端部要素３７、３８は、主軸１９に対する所定位置に（例えば主軸１９の重心軸に対してある程度対応する位置に）ケーブルサポートシステム２２を保持するように構成される。端部要素３７及び３８の双方は、主軸１９内の貫通孔の側壁上に位置する嵌合接触面（図示せず）に接触するための接触面３９を備える。端部要素３７の少なくとも１つは、端部要素３７が移動することができるように、すなわち、外部チューブ３５に対して回転することができるように、外部チューブ３５に接続されたブッシング４０を備える。
【００８０】
図５に示すように、１つ以上の中間サポートユニット４１は、外部チューブ３５の長さ方向に沿って分散され、端部要素３７、３８の間に配置される。中間サポートユニット４１は、主軸１９に対する所定位置に（例えば主軸１９の重心軸に対してある程度対応する位置に）ケーブルサポートシステム２２を保持するように構成される。中間サポートユニット４１は、主軸１９内の貫通孔の側壁上に位置する嵌合接触面（図示せず）に接触するための接触面４２を備える。
【００８１】
図６は、ケーブルサポートシステム２２のサポート要素４３から分離されたケーブルサポートシステム２２の外部チューブ３５を示す。外部チューブ３５は、第２のチューブ部４４ｂに接続された第１のチューブ部４４ａを備える。各チューブ部４４ａ、４４ｂは、ボルト及びナットなどの締結手段を用いることによって２つのチューブ部４４ａ、４４ｂを相互に取り付けるための取り付けフランジ４５ａ、４５ｂを備える。
【００８２】
図７は、組み立てられた場合の外部チューブ３５の内部に配置されたケーブルサポートシステム２２のサポート要素４３を示す。サポート要素４３は、ボルト及びナットなどの締結手段を用いることによって相互に接続された、任意の数の区分４６（３つの区分が図示される）を備える。ネジ込み式ロッド４７は、サポート要素４３の重心軸に沿って配置され、嵌合のネジ込み式のナット又はナット延長部４８に接続される。
【００８３】
サポート要素４３及び／又は外部チューブ３５は、少なくとも３メートルの区分４４、４６によって規定された全長を有する。端部要素３７、３８及び／又は中間サポート要素４１は、鋼などの金属、又はナイロンなどのプラスチックであってもよい。
【００８４】
図８及び図９は、組み立てられた場合の外部チューブ３５及びサポート要素４３を示す。外部チューブ３５は、ボルトなどの締結手段４９を用いることによってサポート要素４３に接続される。サポート要素４３は、図８に示すように、電気ケーブルを受け入れて保持するように構成された任意の数のサブ要素５０をサポートロッドが有するように、形成される。
【００８５】
サブ要素５０は、サポートロッド４３の外周５１に沿って配置された溝として形成される。図９に示すように、周囲５１は、外部チューブ３５の内側壁５２の嵌合接触面に接触するための接触面を備える。サブ要素５０は、異なる種類の電気ケーブルを受け入れるために異なるサイズを有する異なるグループ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ内に配置される。第１のグループ５０ａは、電力ケーブルを受け入れるように構成され、第２のグループ５０ｂは、データケーブルを受け入れるように構成され、第３のグループ５０ｃは、例えばロータ内に位置する照明を制御するためのケーブルなどの第３の種類の電気ケーブルを受け入れるように構成される。
【００８６】
図１０は、環状形の要素の形態のスペーサ要素５４によって間隔を置いた２つのサポート板５３を備える中間サポート４１の分解組立図を示す。任意の数のフィンガ５５（３つのフィンガが図示される）は、２つのサポート板５３の間に配置される。フィンガ５５は、接触面４２が各フィンガ５５の周端部上に位置する、中間サポートユニットの重心軸及び／又はサポート板５３の周端部５６から径方向に外側へ突出する。各フィンガ５５は、例えばボルト、ナットなどの締結手段５６を用いることによって、サポート板５３上の、例えば取り付け孔などの嵌合取り付け手段に、フィンガ５５を取り付けるための取り付け孔の形態の取り付け手段を備える。
【００８７】
フィンガの少なくとも１つは、中間サポートユニット４１の重心軸に対して、（矢印５８によってマークされた）径方向に移動するように構成された移動可能フィンガ５７である。サポート板５３及び／又はスペーサ要素５４の１つは、例えばＶ字形の要素６０ａなどの調節機構６０を受け入れるための凹部５９を備える。移動可能フィンガ５７は、Ｖ字形の要素６０ａの嵌合接触面６１に接触するために凹部５９内に位置する、例えば傾斜面などの接触面を備える。Ｖ字形の要素６０ａは、ブッシング６０ｃ及び例えば圧縮バネなどのバネ要素６０ｄに対して配置されたボルト６０ｂの形態の作動手段に接続される。バネ要素６０ｄは、Ｖ字形の要素６０ａがサポート板５３ａに対して移動されるように、ボルト６０ｂに対してバネ力を印加する。細長い孔６２は、ボルト及びナットの形態の締結手段６３を用いることによって、フィンガ５７をサポート板５３に調節して取り付けるために移動可能フィンガ５７内に配置される。
【００８８】
図１１は、外部チューブ３５の長さ方向に対して配置された場合のケーブルサポートシステム２２の中間サポートユニット４１のカットアウトを示す。図１１に示すように、中間サポートユニット４１は、中間サポートユニット４１及び取り付けフランジを通じて延伸する締結手段を使って、チューブ部４４ａ、４４ｂの取り付けフランジ４５ａ、の４５ｂに取り付けられる。ブッシング６４は、中間サポートユニット４１を取り付けフランジ４５ａ、４５ｂに整列させるために用いられる。
【００８９】
図１２は、中間サポートユニット４１を外部チューブに取り付ける組立ステップを示す。まず、サポート要素４３の区分４６は、所望の長さを形成するために互いに接続される。電気ケーブル（図示せず）は、その後、サポート要素４３のサブ要素５０内に配置される。電気ケーブルをもつサポート要素４３は、その後、外部チューブ３５がサポート要素４３の全外側面を囲むように、外部チューブ３５内に配置される。
【００９０】
中間サポートユニット４１は、移動され（例えばチューブ部４４ａの１つの上の位置にスライドされ）、そのチューブ部４４ａの取り付けフランジ４５ａに整列される。中間サポートユニット４１及びチューブ部は、その後、締結手段を用いることによって互いに接続される。
【００９１】
ケーブルサポートシステム２２は、その後、主軸１９内に配置される。サポート要素４３及び外部チューブ３５の位置は、その後、ボルト６０ｂを係合するように構成されたツールを用いることにより中間サポートユニット４１上に位置する調節機構６０を作動させることによって、調節される。調節機構６０を作動させるときに、Ｖ字形の要素６０ａは、移動可能フィンガ５７を径方向５８に移動させるサポート板５３ａに対して移動される。サポート要素４３及び外部チューブ３５の位置は、それによって、主軸１９内の貫通孔の重心軸に整列される。端部要素３８は、サポート要素４３及び／又は外部チューブ３５、取り付けフランジ２８、３９に、最終的に接続される。
【符号の説明】
【００９２】
１    ピッチを調節することができる風力タービン
２    地表面
３    土台
４    風力タービンタワー
５    ナセル
６    ロータハブ
７    風力タービンブレード
８    先端部
９    ブレード根元部
１０    圧迫側
１１    吸込み側
１２    先端エッジ
１３    後端エッジ
１４    部分的にピッチを調節することができる風力タービン
１５    風力タービンブレード
１６    内側ブレード部
１７    外側ブレード部
１８    ピッチ接合部
１９    主軸
２０    発電機
２１    主軸内の開口部
２２    ケーブルサポートシステム
２３    ナセルのメインフレーム
２４    偏揺軸受
２５    メインフレームの開口部
２６    ロータのロータ梁
２７    ロータ梁の開口部
２８    取り付けフランジ
２９    フロントエンド
３０    主軸の取り付けフランジ
３１    発電機の取り付けフランジ
３２    グリッド側
３３    ロータ側
３４    スリップリングユニット
３５    外部チューブ
３６    外部チューブの開口部
３７    第１の端部要素
３８    第２の端部要素
３９    発電機の取り付けフランジ
４０    ブッシング
４１    中間サポートユニット
４２    接触面
４３    サポート要素
４４    チューブ部
４５    取り付けフランジ
４６    サポート要素の区分
４７    処置されたロッド
４８    ナット、ナット延長部
４９    締結手段、ボルト
５０    サブ要素、溝
５１    外周、接触面
５２    側壁、接触面
５３    サポート板
５４    スペーサ要素
５５    フィンガ
５６    周端部
５７    移動可能フィンガ
５８    径方向
５９    凹部
６０    調節機構
６１    細長い孔
６２    固着手段、ボルト
６３    ブッシング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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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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