(57)【要約】      （修正有）【課題】風車翼を容易に着脱するための簡素且つコンパクトな構成のブレード着脱装置及びこれを用いたブレード着脱方法を提供する。【解決手段】風車用のブレード着脱装置１００は、リフトシステムによって上下移動可能に構成された吊下げ部２００と、風車翼２Ａを把持するように構成され、前記吊下げ部の前記リフトシステムへの接続点１２２と前記クランプ部１１０との間に設けられ、前記クランプ部によって把持された前記風車翼のコードに沿った旋回軸Ｏの周りに、該旋回軸に直交する平面内において、前記吊下げ部に対して相対的に前記クランプ部を旋回させるように構成された旋回部３００と、前記吊下げ部の前記リフトシステムへの接続点と前記クランプ部との間に設けられ、前記クランプ部によって把持された前記鉛直姿勢の前記風車翼の前記翼長方向が鉛直方向に対してなす角度を調整するための姿勢調整部４００を備える。【選択図】図４Ｂ
2015068260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風車のハブの鉛直方向下方に位置する翼取付け部に対して、前記風車の前後方向にコードが沿った鉛直姿勢の風車翼を前記風車から独立したリフトシステムで吊った状態で着脱するための風車用のブレード着脱装置であって、
前記リフトシステムに接続され、前記リフトシステムによって上下移動可能に構成された吊下げ部と、
前記風車翼を把持するように構成され、前記吊下げ部とともに上下移動可能であるクランプ部と、
前記吊下げ部の前記リフトシステムへの接続点と前記クランプ部との間に設けられ、前記クランプ部によって把持された前記風車翼の前記コードに沿った旋回軸の周りに、該旋回軸に直交する平面内において、前記吊下げ部に対して相対的に前記クランプ部を旋回させるように構成された旋回部と、
前記吊下げ部の前記リフトシステムへの接続点と前記クランプ部との間に設けられ、前記クランプ部によって把持された前記鉛直姿勢の前記風車翼の前記翼長方向が鉛直方向に対してなす角度が可変となるように、前記鉛直姿勢の前記風車翼の前記コードに沿った鉛直平面内における前記クランプ部の姿勢を調整するための姿勢調整部と、を備えるブレード着脱装置。
【請求項２】
前記旋回部を介して前記クランプ部に取り付けられ、前記吊下げ部を介して前記リフトシステムに接続されるフレームをさらに備え、
前記吊下げ部は、前記リフトシステムへの１個の前記接続点を一端に有し、前記フレームへの接続点を他端に有するアームを含み、
前記旋回部は、前記フレームと前記クランプ部との間に設けられるとともに、前記フレームに対して相対的に前記クランプ部を前記旋回軸の周りに旋回させるように構成され、
前記姿勢調整部は、前記リフトシステムへの前記接続点に対して前記風車翼及び前記ブレード着脱装置の全体重心の位置を移動させて前記クランプ部の姿勢を調整するように構成された請求項１に記載のブレード着脱装置。
【請求項３】
前記姿勢調整部は、前記アームと前記フレームとの間の角度を変化させて前記全体重心の位置を前記リフトシステムへの前記接続点に対して移動させるように構成された請求項２に記載のブレード着脱装置。
【請求項４】
前記姿勢調整部は、前記フレームに取り付けられたバランスウェイトと、該バランスウェイトを前記コードに沿って移動させるためのアクチュエータと、を含み、
前記姿勢調整部は、前記アクチュエータによって前記バランスウェイトを移動させて前記全体重心の位置を前記リフトシステムへの前記接続点に対して移動させるように構成された請求項２又は３に記載のブレード着脱装置。
【請求項５】
前記旋回部は、前記翼長方向が前記鉛直方向に対してなす前記角度の前記姿勢調整部による可変範囲よりも大きな角度範囲にて前記クランプ部を前記平面内で旋回可能に構成された請求項１乃至４の何れか一項に記載のブレード着脱装置。
【請求項６】
前記クランプ部によって把持された前記風車翼の前記翼長方向に沿って延在するように前記クランプ部に取り付けられるとともに、前記吊下げ部を介して前記リフトシステムに接続されるフレームをさらに備え、
前記吊下げ部は、
前記リフトシステムに接続される吊りブロックと、
前記クランプ部によって把持された前記風車翼の翼根側に位置する前記フレームの一端から前記風車翼に向かって前記コードに沿って延在する一対の第１アームと、
前記クランプ部によって把持された前記風車翼の翼先端側に位置する前記フレームの他端から前記第１アームとは反対方向に前記コードに沿って延在する一対の第２アームと、
前記第１アームの各々に接続されるとともに、前記吊りブロックに機械的に結合された一対の第１吊り索と、
前記第２アームの各々に接続されるとともに、前記吊りブロックに機械的に結合された一対の第２吊り索と、を含み、
前記旋回部は、前記第１吊り索の各々の長さを互いに独立して調整するとともに前記第２吊り索の各々の長さを互いに独立して調整して、前記フレームに対して相対的に前記クランプ部を前記旋回軸の周りに旋回させるように構成され、
前記姿勢調整部は、前記第１吊り索の各々と該第１吊り索に対応する前記第２吊り索との長さを互いに独立して調整して、前記リフトシステムへの前記接続点に対して前記風車翼及び前記ブレード着脱装置の全体重心の位置を移動させて前記クランプ部の姿勢を調整するように構成された請求項１に記載のブレード着脱装置。
【請求項７】
前記クランプ部は、
前記風車翼の前縁と、
前記風車翼の正圧面のうち前記風車翼の最大厚さ位置よりも後縁側であり、後縁を除く第１領域の少なくとも一部と、
前記風車翼の負圧面のうち前記最大厚さ位置よりも後縁側であり、前記後縁を除く第２領域の少なくとも一部と、
を把持するように構成された請求項１乃至６の何れか一項に記載のブレード着脱装置。
【請求項８】
前記クランプ部は、前記風車翼の最大コード長位置を含む翼長方向範囲において、前記風車翼を把持するように構成された請求項１乃至７の何れか一項に記載のブレード着脱装置。
【請求項９】
ブレード着脱装置を用いて風車のハブの翼取付け部に対して風車翼を着脱するブレード着脱方法であって、
ブレード着脱装置のクランプ部によって前記風車翼を把持する把持ステップと、
前記ブレード着脱装置の吊下げ部を、前記風車から独立したリフトシステムに接続する接続ステップと、
前記リフトシステムを用いて、前記クランプ部によって把持された前記風車翼を前記吊下げ部とともに上下移動させる移動ステップと、
前記吊下げ部の前記リフトシステムへの接続点と前記クランプ部との間に設けられた前記ブレード着脱装置の旋回部を用いて、前記クランプ部によって把持された前記風車翼の前記コードに沿った旋回軸に直交する平面内において前記風車の前後方向にコードが沿った鉛直姿勢と他の姿勢との間で前記風車翼の姿勢が変化するように、前記吊下げ部に対して相対的に前記クランプ部を前記旋回軸の周りに旋回させる旋回ステップと、
前記吊下げ部の前記リフトシステムへの接続点と前記クランプ部との間に設けられた前記ブレード着脱装置の姿勢調整部を用いて、前記クランプ部によって把持された前記鉛直姿勢の前記風車翼の前記翼長方向が鉛直方向に対してなす角度が可変となるように、前記風車の前後方向にコードが沿った鉛直姿勢の前記風車翼の前記コードに沿った鉛直平面内における前記クランプ部の姿勢を調整する調整ステップと、
前記ブレード着脱装置を介して前記リフトシステムで前記風車翼を吊った状態で、前記鉛直姿勢の前記風車翼を前記ハブの鉛直方向下方に位置する前記翼取付け部に対して着脱する第１着脱ステップと、
を備えるブレード着脱方法。
【請求項１０】
前記第１着脱ステップで第１翼取付け部に着脱される第１風車翼とは別の第２風車翼を、前記第１翼取付け部とは別の第２翼取付け部に着脱する第２着脱ステップをさらに備え、
前記第１着脱ステップでは、前記第２翼取付け部に前記第２風車翼が取り付けられていない状態で、前記ハブの鉛直方向下方に位置する前記第１翼取付け部に対して前記第１風車翼が着脱され、
前記第２着脱ステップでは、前記ハブの鉛直方向下方に位置する前記第１翼取付け部に前記第１風車翼が取り付けられ、且つ、前記ハブの中心から前記第２翼取付け部に向けて延ばした直線に前記第２風車翼の翼長方向が沿った状態で、該第２風車翼が前記第２翼取付け部に対して着脱される請求項９に記載のブレード着脱方法。
【請求項１１】
前記ハブの鉛直方向下方に前記第１翼取付け部が位置するような角度位置で前記ハブを固定する固定ステップをさらに備え、
前記第２着脱ステップでは、前記固定ステップにて前記角度位置に前記ハブが固定された状態で、前記第２風車翼が前記第２翼取付け部に対して着脱される請求項１０に記載のブレード着脱方法。
【請求項１２】
前記第２着脱ステップでは、前記第２風車翼のコードが前記風車の前後方向に沿った状態で、該第２風車翼が前記第２翼取付け部に対して着脱される請求項１０又は１１に記載のブレード着脱方法。
【請求項１３】
前記第１着脱ステップ又は前記第２着脱ステップの少なくとも一方において、前記第１翼取付け部又は前記第２翼取付け部の少なくとも一方の翼旋回輪を旋回させ、前記第１風車翼又は前記第２風車翼の少なくとも一方の翼根に対して前記翼旋回輪の角度位置を調節する請求項１０乃至１２の何れか一項に記載のブレード着脱方法。
【請求項１４】
前記第１着脱ステップ又は前記第２着脱ステップの少なくとも一方において、前記第１風車翼又は前記第２風車翼の少なくとも一方を翼軸線周りに回動させ、前記第１翼取付け部又は前記第２翼取付け部の少なくとも一方の翼旋回輪に対して前記第１風車翼又は前記第２風車翼の少なくとも一方の翼根の角度位置を調節する請求項１０乃至１３の何れか一項に記載のブレード着脱方法。
【請求項１５】
前記第１着脱ステップでは、前記ブレード着脱装置及び前記リフトシステムと前記ハブ又は該ハブを覆うスピナとが干渉しないように、前記ハブ又は前記スピナの前方空間又は側方空間を利用して前記ブレード着脱装置を介して前記リフトシステムで前記風車翼が吊られる請求項９乃至１４の何れか一項に記載のブレード着脱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、風車用のブレード着脱装置およびブレード着脱方法に係り、例えば、風力発電装置の施工時、保守時あるいは解体時等において、ハブの翼取付け部に対して風車翼を着脱する際に使用可能なブレード着脱装置およびブレード着脱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境の保全の観点から、再生可能エネルギーである風力を利用した風力発電装置の普及が進んでいる。一般に、風力発電装置は、ハブに取り付けられた複数の風車翼を有している。そして、風車翼が風力を受けてハブが回転することによって、ハブに連結された主軸を介して発電機に回転エネルギーが入力され、発電するようになっている。
【０００３】
このような風力発電装置では、施工時、保守時あるいは解体時等に風車翼を着脱することがある。風車翼の着脱方法として、クレーンやウィンチ等の昇降装置（リフトシステム）を用いて、タワー上部の高所に位置するハブに対して風車翼を着脱する方法が知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１〜４には、ハブの鉛直方向下方に位置する翼取付け部に対して鉛直姿勢の風車翼を取り付ける方法が開示されている。
ところが、特許文献１〜４に記載のブレード着脱方法では、風車翼を吊り下げるワイヤが風車のハブやナセルによって支持されており、ワイヤの支持や操作などをハブやタワー内で実施するのが煩雑で、且つ吊り下げ時の姿勢制御などの操作において元々の設計で想定しない特殊な風車翼の吊下げ荷重が風車に加わってしまう。そのため、風車翼の通常の取付状態とは異なる吊下げ荷重を考慮してハブやナセルの設計を行う必要があり、頻繁には発生しない風車翼の着脱作業のために風車の製造コストが増大してしまう。
【０００５】
そこで、例えば特許文献５及び６のように、風車から独立したクレーンを用いて、ハブの鉛直方向下方に位置する翼取付け部に対して鉛直姿勢の風車翼を取り付ける方法も提案されている。
具体的には、特許文献５には、複数のクレーンワイヤによって吊られたグリッピングユニットにより風車翼を把持した状態でクレーンによって風車翼を吊り上げ、ハブの鉛直方向下方に位置する翼取付け部に対して鉛直姿勢の風車翼を取り付けることが記載されている。また、特許文献６には、デッキ上に設置されたサポートストラクチャにヒンジシステムを介して取り付けられたインストレーションフレームに風車翼を固定し、インストレーションフレームをクレーンで吊り上げることでヒンジシステム周りにインストレーションフレームを回動させて、ハブの鉛直方向下方に位置する翼取付け部に対して鉛直姿勢の風車翼を取り付けることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０９５１６７号
【特許文献２】欧州特許出願公開第２２２６５０２号明細書
【特許文献３】国際公開第２００９／１２８７０８号
【特許文献４】欧州特許出願公開第２１５９４１９号明細書
【特許文献５】欧州特許第１５０７９７５号明細書
【特許文献６】国際公開第２０１０／１４７４８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、風車から独立したリフトシステムを用いた公知の風車翼の着脱方法には以下のような問題がある。
第一に、特許文献５に記載のブレード着脱方法のように、風車翼を吊り下げるクレーン自体の操作によって風車翼の姿勢を調整する場合、風車翼の姿勢の細やかな調整は困難である。
第二に、特許文献６に記載のブレード着脱方法のように、風車浮体に設けたサポートストラクチャ及びインストレーションフレームを用いて風車翼の姿勢を調整する場合、ブレード着脱装置の構成が巨大且つ複雑になってしまう。
【０００８】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも幾つかの実施形態は、風車から独立したリフトシステムを用いてハブの鉛直方向下方の翼取付け部に対して風車翼を容易に着脱するための簡素且つコンパクトな構成のブレード着脱装置及びこれを用いたブレード着脱方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の幾つかの実施形態に係るブレード着脱装置は、
風車のハブの鉛直方向下方に位置する翼取付け部に対して、前記風車の前後方向にコードが沿った鉛直姿勢の風車翼を前記風車から独立したリフトシステムで吊った状態で着脱するための風車用のブレード着脱装置であって、
前記リフトシステムに接続され、前記リフトシステムによって上下移動可能に構成された吊下げ部と、
前記風車翼を把持するように構成され、前記吊下げ部とともに上下移動可能であるクランプ部と、
前記吊下げ部の前記リフトシステムへの接続点と前記クランプ部との間に設けられ、前記クランプ部によって把持された前記風車翼の前記コードに沿った旋回軸の周りに、該旋回軸に直交する平面内において、前記吊下げ部に対して相対的に前記クランプ部を旋回させるように構成された旋回部と、
前記吊下げ部の前記リフトシステムへの接続点と前記クランプ部との間に設けられ、前記クランプ部によって把持された前記鉛直姿勢の前記風車翼の前記翼長方向が鉛直方向に対してなす角度が可変となるように、前記鉛直姿勢の前記風車翼の前記コードに沿った鉛直平面内における前記クランプ部の姿勢を調整するための姿勢調整部と、を備える。
【００１０】
上記ブレード着脱装置によれば、旋回部が、クランプ部によって把持された風車翼のコードに沿った旋回軸周りにクランプ部を吊下げ部に対して相対的に旋回させると、クランプ部によって把持された風車翼は、旋回軸に直交する平面内で旋回軸周りに旋回することになる。また、姿勢調整部が、クランプ部によって把持した鉛直姿勢の風車翼のコードに沿った鉛直平面内においてクランプ部の姿勢を調整すると、クランプ部によって把持された鉛直姿勢の風車翼の翼長方向が鉛直方向に対してなす角度が調節される。このように、旋回部と姿勢調整部は、それぞれ異なる軸周りにおける風車翼の姿勢調整に寄与するから、両者が協働することによって高い自由度で風車翼の姿勢を変化させることができる。また、上記ブレード着脱装置によれば、リフトシステムへの接続点とクランプ部との間に設けたブレード着脱装置の旋回部及び姿勢調整部の働きによって、特許文献５のようにクレーン（リフトシステムの一例）自体の操作で風車翼の姿勢を調整する場合に比べて、風車翼の姿勢を細やかに調整できる。
したがって、風車から独立したリフトシステムを用いてハブの鉛直方向下方の翼取付け部に対して風車翼を容易に着脱することができる。しかも、風車翼のコードが風車前後方向に沿ったまま風車翼の姿勢を調節することが容易になり、風車翼の着脱時における風車正面からの風に起因して風車翼に作用する風荷重を低減することができる。
さらに、上記ブレード着脱装置の主たる構成要素（吊下げ部、クランプ部、旋回部及び姿勢調整部）は何れもリフトシステムと風車翼との間に設けられるため、特許文献６のように風車浮体に設けたサポートストラクチャ及びインストレーションフレームを備えたブレード着脱装置に比べて、ブレード着脱装置を簡素化及びコンパクト化できる。
【００１１】
幾つかの実施形態では、
上記ブレード着脱装置は、前記旋回部を介して前記クランプ部に取り付けられ、前記吊下げ部を介して前記リフトシステムに接続されるフレームをさらに備え、
前記吊下げ部は、前記リフトシステムへの１個の前記接続点を一端に有し、前記フレームへの接続点を他端に有するアームを含み、
前記旋回部は、前記フレームと前記クランプ部との間に設けられるとともに、前記フレームに対して相対的に前記クランプ部を前記旋回軸の周りに旋回させるように構成され、
前記姿勢調整部は、前記リフトシステムへの前記接続点に対して前記風車翼及び前記ブレード着脱装置の全体重心の位置を移動させて前記クランプ部の姿勢を調整するように構成される。
この場合、旋回部によって、フレームに対して相対的にクランプ部を旋回軸周りに旋回させると、クランプ部によって把持された風車翼はコードに直交する平面内にて姿勢が変化する。また、姿勢調整部によって、リフトシステムへの１個の接続点に対して風車翼及びブレード着脱装置の全体重心の位置を移動させると、前記１個の接続点周りのモーメントのバランスが崩れて、風車翼及びブレード着脱装置は、前記１個の接続点の鉛直下方に全体重心が位置するような新たな姿勢で安定しようとし、風車翼はコードに沿った鉛直平面内で姿勢が変化する。こうして、風車翼（及びこれを把持するクランプ部）の姿勢を調整することができる。
【００１２】
一実施形態において、前記姿勢調整部は、前記アームと前記フレームとの間の角度を変化させて前記全体重心の位置を前記リフトシステムへの前記接続点に対して移動させるように構成される。
この場合、アームとフレームとの間の角度を変化させることで、モーメントのバランスを崩し、前記１個の接続点の鉛直下方に全体重心が位置するような新たな姿勢に風車翼の姿勢を調整できる。
【００１３】
一実施形態において、
前記姿勢調整部は、前記フレームに取り付けられたバランスウェイトと、該バランスウェイトを前記コードに沿って移動させるためのアクチュエータと、を含み、
前記姿勢調整部は、前記アクチュエータによって前記バランスウェイトを移動させて前記全体重心の位置を前記リフトシステムへの前記接続点に対して移動させるように構成される。
この場合、アクチュエータによりバランスウェイトを移動させることで、モーメントのバランスを崩し、前記１個の接続点の鉛直下方に全体重心が位置するような新たな姿勢に風車翼の姿勢を調整できる。
【００１４】
幾つかの実施形態では、前記旋回部は、前記翼長方向が前記鉛直方向に対してなす前記角度の前記姿勢調整部による可変範囲よりも大きな角度範囲にて前記クランプ部を前記平面内で旋回可能に構成される。
この場合、旋回可能角度範囲が大きい旋回部による旋回軸周りのクランプ部の旋回を利用して、タワー基部近傍における風車翼の水平姿勢とハブ直下における風車翼の鉛直姿勢との間において風車翼の姿勢を移行できる。その際、ブレード着脱装置を介してリフトシステムによって吊られた風車翼への風荷重を低減しようとすれば、クランプ部によって把持された風車翼のコード及び旋回部の旋回軸が風車前後方向に沿った状態を維持しながら、風車翼の姿勢をタワー基部近傍の水平姿勢とハブ直下の鉛直姿勢との間で移行させることになる。そのため、タワー基部近傍では、風車翼は風車横方向に沿った水平姿勢になり、当該風車が設置されるサイトの風車前後方向におけるスペースを十分に確保できない場合に有利である。
なお、ハブ直下において風車翼を鉛直方向に対するロータ回転面の傾斜角（チルト角やコーン角）だけ傾斜させるためには、風車翼の姿勢を大きく変える必要はないから、調整代が旋回部よりも小さい姿勢調整部によるクランプ部の姿勢調整で十分である。
【００１５】
幾つかの実施形態では、
上記ブレード着脱装置は、前記クランプ部によって把持された前記風車翼の前記翼長方向に沿って延在するように前記クランプ部に取り付けられるとともに、前記吊下げ部を介して前記リフトシステムに接続されるフレームをさらに備え、
前記吊下げ部は、
前記リフトシステムに接続される吊りブロックと、
前記クランプ部によって把持された前記風車翼の翼根側に位置する前記フレームの一端から前記風車翼に向かって前記コードに沿って延在する一対の第１アームと、
前記クランプ部によって把持された前記風車翼の翼先端側に位置する前記フレームの他端から前記第１アームとは反対方向に前記コードに沿って延在する一対の第２アームと、
前記第１アームの各々に接続されるとともに、前記吊りブロックに機械的に結合された一対の第１吊り索と、
前記第２アームの各々に接続されるとともに、前記吊りブロックに機械的に結合された一対の第２吊り索と、を含み、
前記旋回部は、前記第１吊り索の各々の長さを互いに独立して調整するとともに前記第２吊り索の各々の長さを互いに独立して調整して、前記フレームに対して相対的に前記クランプ部を前記旋回軸の周りに旋回させるように構成され、
前記姿勢調整部は、前記第１吊り索の各々と該第１吊り索に対応する前記第２吊り索との長さを互いに独立して調整して、前記リフトシステムへの前記接続点に対して前記風車翼及び前記ブレード着脱装置の全体重心の位置を移動させて前記クランプ部の姿勢を調整するように構成される。
この場合、旋回部が第１吊り索の各々の長さを互いに独立して調整するとともに第２吊り索の各々の長さを互いに独立して調整して、フレームに対して相対的にクランプ部を旋回軸の周りに旋回させると、クランプ部によって把持された風車翼はコードに直交する平面内にて姿勢が変化する。また、姿勢調整部が第１吊り索と第２吊り索との長さを独立して調整して、リフトシステムへの接続点に対して風車翼及びブレード着脱装置の全体重心の位置を移動させると、前記接続点周りのモーメントのバランスが崩れて、風車翼及びブレード着脱装置は、前記接続点の鉛直下方に全体重心が位置するような新たな姿勢で安定しようとし、風車翼はコードに沿った鉛直平面内で姿勢が変化する。こうして、風車翼（及びこれを把持するクランプ部）の姿勢を調整することができる。
【００１６】
幾つかの実施形態では、
前記クランプ部は、
前記風車翼の前縁と、
前記風車翼の正圧面のうち前記風車翼の最大厚さ位置よりも後縁側であり、後縁を除く第１領域の少なくとも一部と、
前記風車翼の負圧面のうち前記最大厚さ位置よりも後縁側であり、前記後縁を除く第２領域の少なくとも一部と、
を把持するように構成される。
なお、最大厚さ位置とは、１本のコード上において、正圧面と負圧面との間の距離（厚さ）が最大となるコード方向位置をいう。
上述の実施形態のように、風車翼の前縁と、正圧面のうち第１領域の少なくとも一部と、負圧面のうち第２領域の少なくとも一部とを把持するようにクランプ部を構成すれば、クランプ部が風車翼の後縁を含む全面を把持する場合に比べて、クランプ部を小型化することができる。また、前縁と第１領域又は第２領域とは最大厚さ位置を挟んで両側に位置するため、前縁と第１領域の少なくとも一部と第２領域の少なくとも一部とを把持することで、クランプ部による風車翼の確実な固定が可能になる。
【００１７】
幾つかの実施形態では、前記クランプ部は、前記風車翼の最大コード長位置を含む翼長方向範囲において、前記風車翼を把持するように構成される。
典型的な風車翼は、最大コード長位置近傍に重心を持つ。よって、最大コード長位置を含む翼長方向範囲において風車翼を把持するようにクランプ部を構成すれば、風車翼の重心近傍をクランプ部で把持することになり、旋回部又は姿勢調整部を用いて小さなトルクで風車翼の姿勢を変化させることができる。
【００１８】
本発明の幾つかの実施形態に係るブレード着脱方法は、
ブレード着脱装置を用いて風車のハブの翼取付け部に対して風車翼を着脱するブレード着脱方法であって、
ブレード着脱装置のクランプ部によって前記風車翼を把持する把持ステップと、
前記ブレード着脱装置の吊下げ部を、前記風車から独立したリフトシステムに接続する接続ステップと、
前記リフトシステムを用いて、前記クランプ部によって把持された前記風車翼を前記吊下げ部とともに上下移動させる移動ステップと、
前記吊下げ部の前記リフトシステムへの接続点と前記クランプ部との間に設けられた前記ブレード着脱装置の旋回部を用いて、前記クランプ部によって把持された前記風車翼の前記コードに沿った旋回軸に直交する平面内において前記風車の前後方向にコードが沿った鉛直姿勢と他の姿勢との間で前記風車翼の姿勢が変化するように、前記吊下げ部に対して相対的に前記クランプ部を前記旋回軸の周りに旋回させる旋回ステップと、
前記吊下げ部の前記リフトシステムへの接続点と前記クランプ部との間に設けられた前記ブレード着脱装置の姿勢調整部を用いて、前記クランプ部によって把持された前記鉛直姿勢の前記風車翼の前記翼長方向が鉛直方向に対してなす角度が可変となるように、前記風車の前後方向にコードが沿った鉛直姿勢の前記風車翼の前記コードに沿った鉛直平面内における前記クランプ部の姿勢を調整する調整ステップと、
前記ブレード着脱装置を介して前記リフトシステムで前記風車翼を吊った状態で、前記鉛直姿勢の前記風車翼を前記ハブの鉛直方向下方に位置する前記翼取付け部に対して着脱する第１着脱ステップと、
を備える。
【００１９】
上記ブレード着脱方法によれば、それぞれ異なる軸周りにおける風車翼の姿勢調整に寄与する旋回部と姿勢調整部を協働させることで、風車翼の姿勢を高い自由度で変化させることができる。また、上記ブレード着脱方法によれば、リフトシステムへの接続点とクランプ部との間に設けたブレード着脱装置の旋回部及び姿勢調整部の働きによって、リフトシステム自体の操作で風車翼の姿勢を調整する場合に比べて、風車翼の姿勢を細やかに調整できる。
したがって、風車から独立したリフトシステムを用いてハブの鉛直方向下方の翼取付け部に対して風車翼を容易に着脱することができる。しかも、風車翼のコードが風車前後方向に沿ったまま風車翼の姿勢を調節することが容易になり、風車翼の着脱時における風車正面からの風に起因して風車翼に作用する風荷重を低減することができる。
さらに、上記ブレード着脱方法に用いるブレード着脱装置の主たる構成要素（吊下げ部、クランプ部、旋回部及び姿勢調整部）は何れもリフトシステムと風車翼との間に設けられるため、ブレード着脱装置を簡素化及びコンパクト化できる。
【００２０】
幾つかの実施形態では、
上記ブレード着脱方法が、前記第１着脱ステップで第１翼取付け部に着脱される第１風車翼とは別の第２風車翼を、前記第１翼取付け部とは別の第２翼取付け部に着脱する第２着脱ステップをさらに備え、
前記第１着脱ステップでは、前記第２翼取付け部に前記第２風車翼が取り付けられていない状態で、前記ハブの鉛直方向下方に位置する前記第１翼取付け部に対して前記第１風車翼が着脱され、
前記第２着脱ステップでは、前記ハブの鉛直方向下方に位置する前記第１翼取付け部に前記第１風車翼が取り付けられ、且つ、前記ハブの中心から前記第２翼取付け部に向けて延ばした直線に前記第２風車翼の翼長方向が沿った状態で、該第２風車翼が前記第２翼取付け部に対して着脱される。
この場合、風車ロータを回転させて第１翼取付け部及び第２翼取付け部の角度位置を調整することなく、第１風車翼及び第２風車翼を着脱することができる。そのため、一部の風車翼が取り付けられておらずモーメントが不釣り合いな状態の風車ロータをターニング装置で回転させる必要がなくなり、ターニング装置を小型化したり、ターニング装置を省略したりすることができる。
【００２１】
一実施形態では、
上記ブレード着脱方法が、前記ハブの鉛直方向下方に前記第１翼取付け部が位置するような角度位置で前記ハブを固定する固定ステップをさらに備え、
前記第２着脱ステップでは、前記固定ステップにて前記角度位置に前記ハブが固定された状態で、前記第２風車翼が前記第２翼取付け部に対して着脱される。
このように、第１風車翼が取り付けられた第１翼取付け部がハブの鉛直方向下方に位置するような角度位置にハブを固定した状態で第２翼取付け部に対する第２風車翼の着脱を行うようにすれば、万が一、風車ロータの固定が外れた場合であっても、第１風車翼の重力に起因して風車ロータに発生するモーメントはゼロであるから、風車ロータの回転を抑制できる。
【００２２】
一実施形態では、前記第２着脱ステップでは、前記第２風車翼のコードが前記風車の前後方向に沿った状態で、該第２風車翼が前記第２翼取付け部に対して着脱される。
これにより、ハブの第２翼取付け部に対する第２風車翼の着脱時、第２風車翼が受ける風荷重を抑制することができる。
【００２３】
幾つかの実施形態では、前記第１着脱ステップ又は前記第２着脱ステップの少なくとも一方において、前記第１翼取付け部又は前記第２翼取付け部の少なくとも一方の翼旋回輪を旋回させ、前記第１風車翼又は前記第２風車翼の少なくとも一方の翼根に対して前記翼旋回輪の角度位置を調節する。
これにより、風車翼（第１風車翼又は第２風車翼）自体を翼軸線周りに旋回させることなく、風車翼の翼根に対する翼旋回輪の角度位置を調節することができる。よって、翼軸線周りの風車翼の旋回機能をブレード着脱装置自体に持たせる必要がないから、ブレード着脱装置の構成を簡素化できる。
なお、一実施形態では、風車翼（第１風車翼又は第２風車翼の少なくとも一方）の翼根に対する翼旋回輪の角度位置を調節する際、外部電源（例えば、ディーゼル発電機等のバックアップ電源）からピッチ駆動装置に電力を供給して翼旋回輪を旋回させる。この場合、翼旋回輪を旋回させるためのピッチ駆動装置へのグリッドからの電力供給が難しい状況下であっても、風車翼の着脱作業を行うことができる。
【００２４】
幾つかの実施形態では、前記第１着脱ステップ又は前記第２着脱ステップの少なくとも一方において、前記第１風車翼又は前記第２風車翼の少なくとも一方を翼軸線周りに回動させ、前記第１翼取付け部又は前記第２翼取付け部の少なくとも一方の翼旋回輪に対して前記第１風車翼又は前記第２風車翼の少なくとも一方の翼根の角度位置を調節する。
これにより、翼取付け部（第１翼取付け部又は第２翼取付け部）の翼旋回輪を旋回させることなく、風車翼（第１風車翼又は第２風車翼）の翼根に対する翼旋回輪の角度位置を調節することができる。よって、翼旋回輪を旋回させるためのピッチ駆動装置への動力供給が難しい状況下（例えば、電動ピッチ駆動装置への外部電源からの電力供給が難しい状況下）であっても、風車翼の着脱作業を行うことができる。
【００２５】
幾つかの実施形態において、前記第１着脱ステップでは、前記ブレード着脱装置及び前記リフトシステムと前記ハブ又は該ハブを覆うスピナとが干渉しないように、前記ハブ又は前記スピナの前方空間又は側方空間を利用して前記ブレード着脱装置を介して前記リフトシステムで前記風車翼が吊られる。
これにより、風車翼、ハブ、スピナ等の損傷を防止しながら、ハブの鉛直方向下方の第１翼取付け部に対する第１風車翼の着脱作業を行うことができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、簡素且つコンパクトな構成のブレード着脱装置を用いて、風車から独立したリフトシステムを用いてハブの鉛直方向下方の翼取付け部に対して風車翼を容易に着脱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】風力発電装置の構成例を示す図である。
【図２Ａ】一実施形態に係る風車翼を示す平面図である。
【図２Ｂ】一実施形態に係る風車翼を示す正面図である。
【図２Ｃ】一実施形態に係る風車翼のコードに沿った断面図である。
【図３】一実施形態におけるハブに対する着脱中の風車翼の翼根周辺を示す斜視図である。
【図４Ａ】一実施形態に係るブレード着脱装置を用いた鉛直姿勢の風車翼の着脱の様子を、風力発電装置の正面から視た図である。
【図４Ｂ】一実施形態に係るブレード着脱装置を用いた鉛直姿勢の風車翼の着脱の様子を、風力発電装置の側方から視た図である。
【図４Ｃ】図４Ａ及び図４Ｂに示すブレード着脱装置のクランプ部以外の構成を示す斜視図である。
【図５Ａ】一実施形態に係るブレード着脱装置を用いた鉛直姿勢の風車翼の着脱の様子を、風力発電装置の正面から視た図である。
【図５Ｂ】一実施形態に係るブレード着脱装置を用いた鉛直姿勢の風車翼の着脱の様子を、風力発電装置の側方から視た図である。
【図５Ｃ】図５Ａ及び図５Ｂに示すブレード着脱装置の吊りブロックの内部構造を示す図である。
【図６】図５Ｃにおけるチェーンの構成例を示す斜視図である。
【図７】一実施形態に係るクランプ部の具体的構成を示す図である。
【図８】一実施形態に係るハブの翼取付け部への風車翼の取付け方法を示すフローチャートである。
【図９】図９Ａ〜図９Ｄは、一実施形態に係るブレード着脱装置を用いた風車翼の取付け手順を示す図である。
【図１０】図１０Ａ〜図１０Ｄは、一実施形態に係るブレード着脱装置を用いた風車翼の取付け手順を示す図である。
【図１１】一実施形態に係るハブの翼取付け部からの風車翼の取り外し方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
まず、図１を参照して、実施形態に係るブレード着脱装置が適用される風車の一例としての風力発電装置について説明する。
図１は、風力発電装置の構成例を示す図である。図１に示すように、風力発電装置１は、洋上基礎１６上に立設されている。洋上基礎１６の上部には、風車翼２の着脱作業をはじめとして各種の作業を行うプラットフォーム１７が設けられている。なお、図１には、風力発電装置１として海面ＳＬ上に設置される洋上風力発電装置を例示しているが、風力発電装置１は陸上に設置されていてもよい。
【００３０】
風力発電装置１は、主として、少なくとも一枚の風車翼２と、風車翼２が取り付けられるハブ３と、ハブ３に連結される主軸７と、主軸７のトルクを伝達するためのドライブトレイン８と、ドライブトレイン８を介して主軸７のトルクが入力される発電機１２とを備える。また、風力発電装置１は、主軸７、ドライブトレイン８、発電機１２等の各種機器を収容するためのナセル１３と、ナセル１３を支持するタワー１５とを備える。なお、ハブ３は、スピナ（ハブカバー）４によって覆われていてもよい。
【００３１】
幾つかの実施形態では、ハブ３には複数の風車翼２が放射状に等間隔で取り付けられる。風車翼２の枚数は特に限定されないが、例えば２枚又は３枚の風車翼２がハブ３に取り付けられていてもよい。これらの風車翼２とハブ３によりロータ５が構成される。
主軸７は主軸受（不図示）を介してナセル１３に回転自在に支持されていることから、主軸７に連結されたハブ３は主軸７とともに回転可能である。そのため、風車翼２が受けた風の力によってロータ５が回転するようになっている。さらに、ロータ５は、ターニング装置（不図示）によって風の力に頼らずに回転させることもできる。
【００３２】
なお、ロータ５を回転させるためのターニング装置は、例えば、風車翼２の着脱作業等にロータ５を所望の角度位置（アジマス角）に回転させることを目的として設けられる。一実施形態では、ターニング装置は、主軸７又はこれと共に回転する部材に一端がヒンジを介して連結され、ナセル１３に他端がヒンジを介して連結された駆動シリンダ（油圧シリンダ、空圧シリンダ、電動シリンダ等のアクチュエータ）を含む。この場合、駆動シリンダを伸縮させることで、主軸７を回動させることができる。
【００３３】
また、ハブ３は、ロータ５の回転軸線Ｃが水平方向から風上側（図１の左側）に向かって上方（図１の上側）に傾斜するチルト角αを有するように配置されている。一方、風車翼２は、ロータ５の回転軸線Ｃに直交する面Ｌに対して風車翼２の先端が風上側に向かって傾斜するコーン角βを有するようにハブ３に取り付けられる。
したがって、ハブ３の鉛直方向下方において、風車翼２の翼長方向が、チルト角及びコーン角を合計した角度（＝α＋β）だけ鉛直方向に対して傾斜するように、風車翼２はハブ３に取り付けられる。
【００３４】
続いて、図２Ａ〜図２Ｃ及び図３を用いて、実施形態に係るブレード着脱装置が対象とする風車翼２について説明する。
【００３５】
図２Ａは、一実施形態に係る風車翼２を示す平面図である。図２Ｂは、一実施形態に係る風車翼２を示す正面図である。図２Ｃは、一実施形態に係る風車翼２のコードに沿った断面図である。
図２Ａ〜図２Ｃに示すように、風車翼２は、翼根２０と翼先端２２との間において、正圧面２４Ａと負圧面２４Ｂとがそれぞれ前縁２６から後縁２８に亘ってコード方向に延在した翼型を有する。なお、コード２１は、風車翼２の任意の翼長方向位置における断面において、前縁２６と後縁２８とを結んだ直線である。コード２１の長さは、翼長方向位置によって変化する。一実施形態では、図２Ａに示すように、翼根２０の翼長方向位置を原点（Ｘ＝０）とし、翼先端２２の翼長方向位置をＸ＝Ｘｔｉｐとしたとき、最大コード長位置Ｘｃｍａｘ（ただし、０＜Ｘｃｍａｘ＜Ｘｔｉｐ）におけるコード２１の長さＬｃｍａｘが最大となる。また、一実施形態では、図２Ｃに示すように、コード２１上における前縁２６の位置を原点（Ｙ＝０）とし、コード２１上における後縁２８の位置を原点（Ｙ＝ＹＴＥ）としたとき、風車翼２の厚さは、最大厚さ位置Ｙｔｍａｘ（０＜Ｙｔｍａｘ＜ＹＴＥ）において最大値ｔｍａｘになり、最大厚さ位置Ｙｔｍａｘの両側においてｔｍａｘよりも小さい厚さになる。
なお、典型的な風車翼２では、最大コード長位置Ｘｃｍａｘ近傍の翼長方向位置に重心ＣＯＧが存在する。また、典型的には、円筒形状の翼根２０における最大厚さｔｍａｘに対するコード長Ｌｃの比が１であるのに対し、風車翼２の翼根２０以外の任意の翼長方向位置において最大厚さｔｍａｘに対するコード長Ｌｃの比は１よりも大きい。
【００３６】
図３は、一実施形態におけるハブ３に対する着脱中の風車翼２の翼根２０周辺を示す斜視図である。
ハブ３には各々の風車翼２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）に対応する翼取付け部３０（３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ）が設けられている。幾つかの実施形態では、各々の翼取付け部３０には、図３に示すように、各風車翼２の翼根２０が連結される翼旋回輪３２が設けられている。一実施形態では、各風車翼２の翼根２０が連結される翼旋回輪３２は、ピッチ軸受の内輪又は外輪の一方であり、ピッチ軸受の内輪又は外輪の他方はハブ３に固定される。
各風車翼２の翼根２０と各翼取付け部３０の翼旋回輪３２とは、締結ボルトによって互いに連結されてもよい。この場合、翼根２０に設けられたボルト穴２３と、翼旋回輪３２に設けられたボルト穴３３とに締結ボルト（不図示）を螺着して、翼旋回輪３２に対する翼根２０の固定が行われる。
【００３７】
幾つかの実施形態では、風力発電装置１の前後方向にコード２１が沿った鉛直姿勢で風車翼２Ａが、風力発電装置１から独立したリフトシステムで吊られた状態で、風力発電装置１のハブ３の鉛直方向下方に位置する翼取付け部３０Ａに対して着脱される。
ここで、風力発電装置１の前後方向とは、基本的には主軸７に沿った水平方向であり、風向に応じてナセル１３が旋回するヨー旋回機能を有する風力発電装置１の場合には風車翼２Ａの着脱作業時における風向（例えば主風向）に沿った水平方向である。これに対し、主軸７に直交する水平方向を風力発電装置１の横方向と称する。
なお、風力発電装置１の前後方向にコード２１が沿った状態には、風車翼２Ａの前縁２６を風上に向けてコード２１を風力発電装置１の前後方向に沿わせた状態と、風車翼２Ａの後縁２８を風上に向けてコード２１を風力発電装置１の前後方向に沿わせた状態とが含まれる。
【００３８】
また、風車翼２の着脱に用いられるリフトシステムは、風車翼の吊下げ荷重が風力発電装置１に加わらないように風力発電装置１から独立して設けられる。リフトシステムは、風車翼を昇降させるための任意の昇降装置（クレーンやウィンチ等）を含んでいる。
【００３９】
以下、翼取付け部３０Ａに対する風車翼２Ａの着脱作業に用いるブレード着脱装置について説明する。
図４Ａ及び図４Ｂは、一実施形態に係るブレード着脱装置を用いた鉛直姿勢の風車翼２Ａの着脱の様子を示す図であり、図４Ａは風力発電装置１の正面から視た図であり、図４Ｂは風力発電装置１の側方から視た図である。また、図４Ｃは、図４Ａ及び図４Ｂに示すブレード着脱装置１００のクランプ部以外の構成を示す斜視図である。
図５Ａ及び図５Ｂは、他の実施形態に係るブレード着脱装置を用いた鉛直姿勢の風車翼２Ａの着脱の様子を示す図であり、図５Ａは風力発電装置１の正面から視た図であり、図５Ｂは風力発電装置１の側方から視た図である。また、図５Ｃは、図５Ａ及び図５Ｂに示すブレード着脱装置１０１の吊りブロックの内部構造を示す図である。
【００４０】
まず、図４Ａ〜図４Ｃに示す例示的な実施形態と、図５Ａ〜図５Ｃに示す例示的な実施形態とに共通する内容について説明する。
【００４１】
幾つかの実施形態では、図４Ａ〜図４Ｂ及び図５Ａ〜図５Ｂに示すように、ブレード着脱装置（１００，１０１）は、風車翼２Ａを把持するためのクランプ部１１０と、リフトシステムに接続される吊下げ部（２００，５００）と、吊下げ部（２００，５００）に対してクランプ部１１０を相対的に旋回させるための旋回部（３００，６００）と、クランプ部１１０の姿勢を調整するための姿勢調整部（４００，７００）とを備える。
【００４２】
図４Ａ〜図４Ｂ及び図５Ａ〜図５Ｂに示すように、クランプ部１１０は、風車翼２Ａの最大コード長位置を含む翼長方向範囲において風車翼２Ａを把持可能に構成されてもよい。換言すれば、クランプ部１１０の把持範囲ＣＲは、風車翼２Ａの最大コード長位置を含んでいてもよい。
この場合、風車翼２Ａの重心ＣＯＧ（図２Ａ参照）近傍をクランプ部１１０で把持することになり、旋回部（３００，６００）又は姿勢調整部（４００，７００）を用いて小さなトルクで風車翼２Ａの姿勢を変化させることができる。
【００４３】
幾つかの実施形態では、図４Ａ〜図４Ｂおよび図５Ａ〜図５Ｂに示すように、ブレード着脱装置１００，１０１の吊下げ部（２００，５００）は、１個以上の接続点１２２においてリフトシステムの吊り索１２１に接続され、リフトシステムによってクランプ部１１０とともに上下移動可能に構成される。ここで、図４Ａ〜図４Ｂに示す例示的な実施形態では接続点１２２は１個である一方、図５Ａ〜図５Ｂに示す例示的な実施形態では接続点１２２は２個である。しかし、図５Ａ〜図５Ｂに示すブレード着脱装置１０１において、ブレード着脱装置１００と同様に１個の接続点１２２においてリフトシステムの吊り索１２１に吊下げ部（２００，５００）を接続してもよい。
【００４４】
幾つかの実施形態では、図４Ａ〜図４Ｂおよび図５Ａ〜図５Ｂに示すように、旋回部（３００，６００）は、吊下げ部（２００，５００）のリフトシステムへの接続点１２２とクランプ部１１０との間に設けられ、クランプ部１１０によって把持された風車翼２Ａのコード２１に沿った旋回軸Ｏ周りにクランプ部１１０を吊下げ部（２００，５００）に対して相対的に旋回可能に構成される。旋回部（３００，６００）の働きにより、風車翼２Ａはクランプ部１１０とともに、旋回軸Ｏに直交する平面Ｐ内において旋回軸Ｏ周りに回動する。
【００４５】
幾つかの実施形態では、姿勢調整部（４００，７００）は、図４Ａ〜図４Ｂおよび図５Ａ〜図５Ｂに示すように、吊下げ部（２００，５００）のリフトシステムへの接続点１２２とクランプ部１１０との間に設けられ、クランプ部１１０によって把持された鉛直姿勢の風車翼２Ａのコード２１に沿った鉛直平面Ｖ内におけるクランプ部１１０の姿勢を調整可能に構成される。姿勢調整部（４００，７００）の働きにより、クランプ部１１０によって把持された風車翼２Ａは鉛直平面Ｖ内において姿勢が調整され、該風車翼２Ａの翼長方向が鉛直方向に対してなす角度γが調節される。
【００４６】
一実施形態では、ハブ３の鉛直方向下方の翼取付け部３０Ａへの風車翼２Ａの取付け時、ハブ３の直下において、風車翼２Ａの翼長方向が鉛直方向に対してなす角度γがチルト角及びコーン角の総和（＝α＋β）になるように、姿勢調整部（４００，７００）によるクランプ部１１０の鉛直平面Ｖ内における姿勢調整が行われる。
また、一実施形態では、ハブ３の鉛直方向下方の翼取付け部３０Ａからの風車翼２Ａの取り外し時、ハブ３の直下において、風車翼２Ａの翼長方向が鉛直方向に対してなす角度γがチルト角及びコーン角の総和（＝α＋β）に等しい状態からゼロになるように、姿勢調整部（４００，７００）によるクランプ部１１０の鉛直平面Ｖ内における姿勢調整が行われる。
【００４７】
また、幾つかの実施形態では、旋回部（３００，６００）は、姿勢調整部（４００，７００）による前記角度γの可動範囲よりも大きな角度範囲にて、クランプ部１１０を前記平面Ｐ内において旋回可能に構成される。
この場合、旋回可能角度範囲が大きい旋回部（３００，６００）による旋回軸Ｏ周りのクランプ部１１０の旋回を利用して、タワー１５基部近傍における風車翼２Ａの水平姿勢とハブ３の直下における風車翼２Ａの鉛直姿勢との間において風車翼２Ａの姿勢を移行できる。その際、ブレード着脱装置１００を介してリフトシステムによって吊られた風車翼２Ａへの風荷重を低減しようとすれば、クランプ部１１０によって把持された風車翼２Ａのコード２１及び旋回部（３００，６００）の旋回軸Ｏが風車前後方向に沿った状態を維持しながら、風車翼２Ａの姿勢をタワー１５基部近傍の水平姿勢とハブ３直下の鉛直姿勢との間で移行させることになる。そのため、タワー１５基部近傍では、風車翼２Ａは風車横方向に沿った水平姿勢になり、当該風車が設置されるサイトの風車前後方向におけるスペースを十分に確保できない場合に有利である。
なお、ハブ３の直下において風車翼２Ａを鉛直方向に対するロータ回転面の傾斜角（チルト角αやコーン角β）だけ傾斜させるためには、風車翼２Ａの姿勢を大きく変える必要はないから、調整代が旋回部（３００，６００）よりも小さい姿勢調整部（４００，７００）によるクランプ部１１０の姿勢調整で十分である。
【００４８】
以上説明したように、幾つかの実施形態に係るブレード着脱装置１００，１０１によれば、旋回部（３００，６００）が、クランプ部１１０によって把持された風車翼２Ａのコード２１に沿った旋回軸Ｏ周りにクランプ部１１０を吊下げ部（２００，５００）に対して相対的に旋回させると、クランプ部１１０によって把持された風車翼２Ａは、旋回軸Ｏに直交する平面Ｐ内で旋回軸Ｏ周りに旋回することになる。また、姿勢調整部（４００，７００）が、クランプ部１１０によって把持した鉛直姿勢の風車翼２Ａのコード２１に沿った鉛直平面Ｖ内においてクランプ部１１０の姿勢を調整すると、クランプ部１１０によって把持された鉛直姿勢の風車翼２Ａの翼長方向が鉛直方向に対してなす角度γが調節される。このように、旋回部（３００，６００）と姿勢調整部（４００，７００）は、それぞれ異なる軸周りにおける風車翼２Ａの姿勢調整に寄与するから、両者が協働することによって高い自由度で風車翼２Ａの姿勢を変化させることができる。また、上記ブレード着脱装置１００，１０１によれば、リフトシステムへの接続点１２２とクランプ部１１０との間に設けた旋回部（３００，６００）と姿勢調整部（４００，７００）の働きによって、特許文献５のようにクレーン（リフトシステムの一例）自体の操作で風車翼の姿勢を調整する場合に比べて、風車翼２Ａの姿勢を細やかに調整できる。
したがって、風力発電装置１から独立したリフトシステムを用いてハブ３の鉛直方向下方の翼取付け部３０Ａに対して風車翼２Ａを容易に着脱することができる。しかも、風車翼２Ａのコード２１が風車前後方向に沿ったまま風車翼２Ａの姿勢を調節することが容易になり、風車翼２Ａの着脱時における風車正面からの風に起因して風車翼２Ａに作用する風荷重を低減することができる。
さらに、上記ブレード着脱装置１００，１０１の主たる構成要素（吊下げ部、クランプ部、旋回部及び姿勢調整部）は何れもリフトシステムと風車翼２Ａとの間に設けられるため、特許文献６のように風車浮体に設けたサポートストラクチャ及びインストレーションフレームを備えたブレード着脱装置に比べて、ブレード着脱装置１００，１０１を簡素化及びコンパクト化できる。
【００４９】
続いて、図４Ａ〜図４Ｃに示す例示的な実施形態、および、図５Ａ〜図５Ｃに示す例示的な実施形態の個別の具体的内容についてそれぞれ順に説明する。
【００５０】
図４Ａ〜図４Ｃに示す例示的な実施形態では、ブレード着脱装置１００は、旋回部３００を介してクランプ部１１０に取り付けられるフレーム１３０をさらに備える。
フレーム１３０は、アーム１４０を含む吊下げ部２００を介してリフトシステム（吊り索１２１）に接続されている。アーム１４０は、リフトシステムの吊り索１２１への１個の接続点１２２をその一端に有するとともに、フレーム１３０への接続点を他端に有する。
アーム１４０の前記他端のフレーム１３０への接続点は、ヒンジ１４１によって形成されてもよい。この場合、アーム１４０は、ヒンジ１４１を介してヒンジ１４１の回動軸Ｈ（図４Ｃ参照）周りに回動自在にフレーム１３０に支持される。なお、ヒンジ１４１の回動軸Ｈは、鉛直平面Ｖに直交する直線であり、具体的には、クランプ部１１０によって把持された風車翼２Ａのコード２１に直交するとともに、水平方向に沿った直線である。
【００５１】
図４Ａ〜図４Ｃに示す例示的な実施形態において、旋回部３００は、フレーム１３０とクランプ部１１０との間に設けられる。旋回部３００は、フレーム１３０に対して相対的にクランプ部１１０を旋回軸Ｏ周りに旋回させるように構成される。
旋回部３００によって、フレーム１３０に対して相対的にクランプ部１１０を旋回軸Ｏ周りに旋回させることで、クランプ部１１０によって把持された風車翼２Ａのコード２１に直交する平面Ｐ内において該風車翼２Ａの姿勢を調整することができる。
【００５２】
幾つかの実施形態において、旋回部３００は、クランプ部１１０に設けられた第１部分３１０と、軸受を介して第１部分３１０に対して相対的に回動可能にフレーム１３０に設けられた第２部分３２０とを含む。なお、第１部分３１０と第２部分３２０との間に設けられる軸受は、転がり軸受であってもよいし、滑り軸受であってもよい。また、旋回部３００は、第２部材３２０に対して相対的に第１部材３１０を旋回軸Ｏ周りに回動させるためのアクチュエータ３３０をさらに含む。アクチュエータ３３０は、第２部材３２０又はフレーム１３０に取り付けられてもよい。
一実施形態では、アクチュエータ３３０は、第１部材３１０の外周に設けられた歯車に噛み合う駆動ギア３３２と、駆動ギア３３２を回転させるためのモータ３３４とを含む。なお、図４Ｃに例示した実施形態では、駆動ギア３３２としてのウォームギアを回転させるための電動モータ３３４がフレーム１３０のクランプ部１１０に対する対向面１３０Ｓに取り付けられているが、ウォームギアに替えてピニオンギアを駆動ギア３３２として用いてもよい。
【００５３】
図４Ａ〜図４Ｃに示す例示的な実施形態において、姿勢調整部４００（４１０，４２０）は、リフトシステムの吊り索１２１への接続点１２２に対して風車翼２Ａ及びブレード着脱装置１００の全体重心Ｇ（図４Ｂ参照）の位置を鉛直平面Ｖ内で移動させてクランプ部１１０の姿勢を調整するように構成される。
姿勢調整部４００（４１０，４２０）によって、リフトシステムの吊り索１２１への接続点１２２に対して風車翼２Ａ及びブレード着脱装置１００の全体重心Ｇの位置を移動させると、接続点１２２周りのモーメントのバランスが崩れて、風車翼２Ａ及びブレード着脱装置１００は、接続点１２２の鉛直下方に全体重心Ｇが位置するような新たな姿勢で安定しようとする。こうして、クランプ部１１０によって把持された風車翼２Ａのコード２１に沿った鉛直平面Ｖ内において、該風車翼２Ａの姿勢を調整することができる。
【００５４】
幾つかの実施形態では、姿勢調整部４００は、図４Ａ〜図４Ｃに示すように、リフトシステムの吊り索１２１への接続点１２２に対して全体重心Ｇの位置が鉛直平面Ｖ内において移動するように、鉛直平面Ｖ上におけるアーム１４０とフレーム１３０との間の角度を変化させるためのアーム回動部４１０を含む。
図４Ａ〜図４Ｃに示す例示的な実施形態では、アーム回動部４１０は、アーム１４０とフレーム１３０の上面１３０Ｔとの間に設けられた例えば油圧シリンダ、空圧シリンダ、電動シリンダ等の駆動シリンダ４１２を含む。この駆動シリンダ４１２の両端は、それぞれヒンジ４１４を介してアーム１４０とフレーム１３０の上面１３０Ｔに連結される。ヒンジ４１４は、前述のヒンジ１４１の回動軸Ｈと平行な回動軸を有し、駆動シリンダ４１２の伸縮に応じて、駆動シリンダ４１２がアーム１４０又はフレーム１３０の上面１３０Ｔに対してなす角度が変化するようになっている。
上記構成のアーム回動部４１０により、アーム１４０とフレーム１３０の上面１３０Ｔとの間の角度を変化させれば、接続点１２２周りのモーメントのバランスが崩れ、接続点１２２の鉛直下方に全体重心Ｇが位置するような新たな姿勢に風車翼２Ａの姿勢が調整される。こうして、姿勢調整部４００のアーム回動部４１０を用いて、翼長方向が鉛直方向に対してなす前述の角度γを調節することができる。
【００５５】
また、幾つかの実施形態では、姿勢調整部４００は、アーム回動部４１０に加えて、又は、アーム回動部４１０に替えて、リフトシステムの吊り索１２１への接続点１２２に対して全体重心Ｇの位置を鉛直平面Ｖ内において移動させるための可動ウェイト機構４２０を含む。
図４Ａ及び図４Ｂに示す例示的な実施形態では、可動ウェイト機構４２０は、フレーム１３０に取り付けられたバランスウェイト４２２と、クランプ部１１０によって把持された風車翼２Ａのコード２１に沿ってバランスウェイト４２２を移動させるためのアクチュエータ４２４とを含む。なお、アクチュエータ４２４としては、例えば、油圧シリンダ、空圧シリンダ、電動シリンダ等の任意の駆動シリンダを用いることができる。
アクチュエータ４２４によりバランスウェイト４２２を移動させれば、接続点１２２周りのモーメントのバランスが崩れ、接続点１２２の鉛直下方に全体重心Ｇが位置するような新たな姿勢に風車翼２Ａの姿勢が調整される。こうして、姿勢調整部４００の可動ウェイト機構４２０を用いて、翼長方向が鉛直方向に対してなす前述の角度γを調節することができる。
【００５６】
なお、姿勢調整部４００がアーム回動部４１０を含まない構成を有する実施形態において、アーム１４０とフレーム１３０の上面１３０Ｔとの間に９０度未満の規定の角度が形成されるように、アーム１４０をフレーム１３０の上面１３０Ｔに回動不能に固定してもよい。
これにより、風車翼２Ａとブレード着脱装置１００の全体重心Ｇが接続点１２２の鉛直下方に位置したときに、クランプ部１１０によって把持された風車翼２Ａの翼長方向が鉛直方向に対してゼロよりも大きい角度で傾斜した状態を作り出すことができる。この場合、ブレード着脱装置１００を介してリフトシステムで鉛直姿勢の風車翼２Ａを吊った時点で既に風車翼２Ａの翼長方向が鉛直方向に対して幾らか傾斜しているので、前述の角度γの調整代が小さい姿勢調整部４００を採用することができる。
この場合、フレーム１３０の上面１３０Ｔとこれに固定されるアーム１４０との間の規定の角度は、ブレード着脱装置１００を介してリフトシステムで鉛直姿勢の風車翼２Ａを吊った時点での風車翼２Ａの翼長方向の鉛直方向に対する所望の傾斜角が実現されるように決定してもよい。例えば、ブレード着脱装置１００を介してリフトシステムで鉛直姿勢の風車翼２Ａを吊った時点で風車翼２Ａの翼長方向が鉛直方向に対してチルト角αだけ傾斜するように、アーム１４０とフレーム１３０の上面１３０Ｔとの間の角度を設定してもよい。この場合、コーン角βに相当する調整代を有する姿勢調整部４００を用いれば、風車翼２Ａの翼長方向が鉛直方向に対してチルト角及びコーン角の総和（＝α＋β）だけ傾斜させることができ、風車翼２Ａの取付け作業を行うことができる。
【００５７】
一実施形態では、姿勢調整部４００（４１０，４２０）は、少なくとも幾つかの状況下において、図４Ｂに示すように、クランプ部１１０によって把持された風車翼２Ａの前方且つ外側に風車翼２Ａ及びブレード着脱装置１００の全体重心Ｇを位置させることができるように構成される。
これにより、リフトシステムの吊り索１２１をハブ３又はスピナ４の前方に離して配置しやすくなり、ブレード着脱装置１００を介したリフトシステムによるハブ３直下での風車翼２Ａの吊下げ時に、リフトシステムとハブ３又はスピナ４との干渉を容易に回避することができる。
【００５８】
なお、図４Ａ〜図４Ｃに示す例示的な実施形態では、クランプ部１１０を除くブレード着脱装置１００の構成要素（フレーム１３０、吊下げ部２００、旋回部３００及び姿勢調整部４００）は、クランプ部１１０によって把持された風車翼２Ａの前縁２６よりも風車前方に位置している。
【００５９】
幾つかの実施形態では、図５Ａ〜図５Ｂに示すように、ブレード着脱装置１０１は、クランプ部１１０によって把持された風車翼２Ａの翼長方向に沿って延在するようにクランプ部１１０に取り付けられるフレーム１５０をさらに備える。フレーム１５０と、リフトシステムの吊り索１２１への接続点１２２との間には、吊下げ部５００が配置される。
吊下げ部５００は、リフトシステムの吊り索１２１に接続される吊りブロック５１０と、フレーム１５０の各々の端部に設けられる第１アームペア５２０及び第２アームペア５３０と、アームペア（５２０，５３０）の各アーム（５２２，５３２）と吊りブロック５１０との間に設けられる吊り索（５２４，５３４）とを含む。
【００６０】
幾つかの実施形態では、図５Ａ〜図５Ｂに示すように、第１アームペア５２０は、クランプ部１１０によって把持された風車翼２Ａの翼根２０側に位置するフレーム１５０の一端（図５Ａ及び図５Ｂにおけるフレーム１５０の上端）から風車翼２Ａに向かって延在する一対の第１アーム５２２を含む。一対の第１アーム５２２は、図５Ａに示すように、風車前方から視たときに、クランプ部１１０によって把持された風車翼２Ａを挟んで該風車翼２Ａの両側において、該風車翼２Ａのコード２１に沿って互いに平行に延びている。また、一対の第１アーム５２２の先端はそれぞれ一対の第１吊り索５２４に接続され、各々の第１吊り索５２４は吊りブロック５１０に機械的に結合されている。
一方、第２アームペア５３０は、クランプ部１１０によって把持された風車翼２Ａの翼先端２２側に位置するフレーム１５０の他端（図５Ａ及び図５Ｂにおけるフレーム１５０の下端）から第１アーム５２２とは反対方向に延在する一対の第２アーム５３２を含む。一対の第２アーム５３２は、図５Ａに示すように、風車前方から視たときに、クランプ部１１０によって把持された風車翼２Ａを挟んで該風車翼２Ａの両側において、該風車翼２Ａのコード２１に沿って互いに平行に延びている。また、一対の第２アーム５３２の先端はそれぞれ一対の第２吊り索５３４に接続され、各々の第２吊り索５３４は吊りブロック５１０に機械的に結合されている。
なお、各吊り索（５２４，５３４）の吊りブロック５１０との機械的な結合には、吊りブロック５１０に回動自在に設けたスプロケットと吊り索としてのチェーンとの噛み合いも含まれる。
【００６１】
幾つかの実施形態では、図５Ａ〜図５Ｂに示すように、旋回部６００は、一対の第１吊り索５２４の各々の長さを互いに独立して調整するとともに、一対の第２吊り索５３４の各々の長さを互いに独立して調整することで、フレーム１５０に対して相対的にクランプ部１１０を旋回軸Ｏ周りに旋回可能に構成される。ここで、一対の吊り索５２４，５３４）の各々の長さを互いに独立して調整するとは、対をなす吊り索（５２４，５３４）の一方の長さが他方の長さ調節の影響を受けずに自由に調整できることをいう。
なお、各吊り索（５２４，５３４）がチェーンで構成される場合、旋回部６００は、一対の第１吊り索５２４を形成する一対のチェーンに噛み合う一対のスプロケットをそれぞれ回転させるための一対の第１モータと、一対の第２吊り索５３４を形成する一対のチェーンに噛み合う一対のスプロケットをそれぞれ回転させるための一対の第２モータとを含み、第１モータの各々および第２モータの各々を制御するためのコントローラとを含んでいてもよい。
【００６２】
幾つかの実施形態では、図５Ａ〜図５Ｂに示すように、姿勢調整部７００は、第１吊り索５２４の各々と該第１吊り索５２４に対応する第２吊り索５３４との長さを互いに独立して調整して、リフトシステムの吊り索１２１への接続点１２２に対して風車翼２Ａ及びブレード着脱装置１０１の全体重心Ｇの位置を移動させてクランプ部１１０の姿勢を調整するように構成される。
ここで、第１吊り索５２４の各々と該第１吊り索５２４に対応する第２吊り索５３４との長さを互いに独立して調整するとは、対をなす第１吊り索５２４と第２吊り索５３４の一方の長さが他方の長さ調節の影響を受けずに自由に調整できることをいう。
また、第１吊り索５２４の各々に対応する第２吊り索５３４とは、図５Ａにおいて風車前方から視たときに風車翼２Ａに対して各々の第１吊り索５２４と同じ側に位置する第２吊り索５３４を意味する。すなわち、姿勢調整部７００により長さが互いに独立して調整されるのは、図５Ａにおいて風車前方から視たときに風車翼２Ａに対して同じ側に位置する第１吊り索５２４と第２吊り索５３４の各ペアである。
【００６３】
姿勢調整部７００が第１吊り索５２４と第２吊り索５３４との長さを独立して調整して、リフトシステムの吊り索１２１への接続点１２２に対して風車翼２Ａ及びブレード着脱装置１０１の全体重心Ｇの位置を移動させると、接続点１２２周りのモーメントのバランスが崩れて、風車翼２Ａ及びブレード着脱装置１０１は、接続点１２２の鉛直下方に全体重心が位置するような新たな姿勢で安定しようとする。こうして、風車翼２Ａ（及びこれを把持するクランプ部１１０）の姿勢を調整することができる。
【００６４】
なお、各吊り索（５２４，５３４）がチェーンで構成される場合、姿勢調整部７００は、一対の第１吊り索５２４を形成する一対のチェーンに噛み合う一対のスプロケットをそれぞれ回転させるための一対の第１モータと、一対の第２吊り索５３４を形成する一対のチェーンに噛み合う一対のスプロケットをそれぞれ回転させるための一対の第２モータとを含み、第１モータの各々および第２モータの各々を制御するためのコントローラとを含んでいてもよい。
【００６５】
なお、図５Ａ〜図５Ｂに示す例示的な実施形態では、ブレード着脱装置１０１の構成要素の大半（フレーム１５０、第２アームペア５３０、吊りブロック５１０、旋回部６００、姿勢調整部７００）は、概ね、クランプ部１１０によって把持された風車翼２Ａの前縁２６よりも風車前方に位置している。
【００６６】
一実施形態において、図５Ｃに示すように、吊りブロック５１０には、吊り索（５２４，５３４）を形成するチェーン７０に噛み合う複数のスプロケット（５２６，５２８，５３６）が回動自在に設けられる。
【００６７】
これらスプロケット（５２６，５２８，５３６）は、第１吊り索５２４と第２吊り索５３４を形成するチェーン７０に噛み合っている。スプロケット（５２６，５２８，５３６）のうち一対の第１スプロケット５２６は、それぞれ、吊りブロック５１０と第１アーム５２２との間に存在する第１吊り索５２４側に設けられる。スプロケット（５２６，５２８，５３６）のうち一対の第２スプロケット５３６は、それぞれ、吊りブロック５１０と第２アーム５３２との間に存在する第２吊り索５３４側に設けられる。第１スプロケット５２６と第２スプロケット５３６との間には、駆動スプロケット５２８が設けられる。
【００６８】
駆動スプロケット５２８にはモータ５４０が取り付けられており、モータ５４０によって駆動スプロケット５２８を回転させると、これに伴って、駆動スプロケット５２８の回転方向に沿ってチェーン７０が動くとともに第１スプロケット５２６及び第２スプロケット５３６が従動する。その結果、第１吊り索５２４と第２吊り索５３４の長さが調整される。
また、駆動スプロケット５２８は、例えば油圧シリンダ、空圧シリンダ、電動シリンダ等の駆動シリンダであってもよいアクチュエータ５５０により上下移動可能に構成されている。アクチュエータ５５０によって駆動スプロケット５２８を上下に移動させれば、第１吊り索５２４の長さと第２吊り索５３４の長さの総和が調整される。
なお、モータ５４０及びアクチュエータ５５０は、それぞれ、コントローラ５６０の制御下で動作するように構成される。
【００６９】
このように、コントローラ５６０の制御下でモータ５４０及びアクチュエータ５５０を動作させ、駆動スプロケット５２８を回転及び／又は上下動させることにより、一対の第１吊り索５２４と一対の第２吊り索５３４の合計４本の吊り索の長さを互いに独立して調整することができる。
具体的には、コントローラ５６０の制御下で一対のモータ５４０をそれぞれ動作させ、一対の駆動スプロケット５２８をそれぞれ同一方向に回転させれば、第１吊り索５２４の各々と該第１吊り索５２４に対応する第２吊り索５３４との長さを互いに独立して調整して、鉛直平面Ｖ内におけるクランプ部１１０に姿勢を調節可能になっている。よって、図５Ｃに示す例示的な実施形態では、駆動スプロケット５２８、モータ５４０及びコントローラ５６０が、姿勢調整部７００を構成している。
一方、コントローラ５６０の制御下で一対のアクチュエータ５５０をそれぞれ動作させ、一対の駆動スプロケット５２８をそれぞれ独立して上下動させれば、一対の第１吊り索５２４の各々の長さを互いに独立して調整するとともに、一対の第２吊り索５３４の各々の長さを互いに独立して調整して、吊下げ部５００に対して相対的にクランプ部１１０を旋回軸Ｏ周りに旋回させることができる。よって、図５Ｃに示す例示的な実施形態では、駆動スプロケット５２８、アクチュエータ５５０及びコントローラ５６０が、旋回部６００を構成している。
【００７０】
図６は、図５Ｃにおけるチェーン７０の構成例を示す斜視図である。
図６に示す構成例では、チェーン７０は、外プレート７１及び内プレート７２と、ローラ７３と、ブシュ７４と、ピン７５とを備えている。一対の外プレート７１が、それぞれに圧入された２本のピン７５によって連結されて、外リンクが形成されている。一方、一対の内プレート７２が、それぞれに圧入された２本のブシュ７４によって連結されて内リンクが形成されている。ブシュ７４がローラ７３の穴に通されており、ローラ７３は、ブシュ７４の周囲を自由に回転できる。ピン７５がブシュ７４の穴に通されることで外リンクと内リンクが連結されている。外リンクと内リンクが連結されることで、チェーン７０が形成されている。
【００７１】
続いて、ブレード着脱装置１００，１０１のクランプ部１１０の具体的構成について説明する。
図７は、一実施形態に係るクランプ部１１０の具体的構成を示す図である。
幾つかの実施形態では、ブレード着脱装置１００，１０１のクランプ部１１０は、図７に示すように、前縁２６側から風車翼２Ａを把持するように構成される。具体的には、クランプ部１１０は、幾つかの実施形態において、前縁２６と、風車翼２Ａの正圧面２４Ａのうち最大厚さ位置Ｙｔｍａｘよりも後縁側の第１領域２５Ａの少なくとも一部と、風車翼２Ａの正圧面２４Ａのうち最大厚さ位置Ｙｔｍａｘよりも後縁側の第２領域２５Ｂの少なくとも一部とを把持可能である。ただし、第１領域２５Ａは、正圧面２４Ａ上におけるコード方向範囲Ｙｔｍａｘ＜Ｙ＜ＹＴＥに対応する領域であり、第２領域２５Ｂは、負圧面２４Ｂ上におけるコード方向範囲Ｙｔｍａｘ＜Ｙ＜ＹＴＥに対応する領域である。
このように、風車翼２Ａの前縁２６と、第１領域２５Ａの少なくとも一部と、第２領域２５Ｂの少なくとも一部とを把持するようにクランプ部１１０を構成すれば、クランプ部１１０が風車翼の後縁２８を含む全面を把持する場合に比べて、クランプ部１１０を小型化することができる。また、前縁２６と第１領域２５Ａ又は第２領域２５Ｂとは最大厚さ位置Ｙｔｍａｘを挟んで両側に位置するため、前縁２６と第１領域２５Ａの少なくとも一部と第２領域２５Ｂの少なくとも一部とを把持することで、クランプ部１１０による風車翼２Ａの確実な固定が可能になる。
【００７２】
また、前縁２６側から風車翼２Ａを把持可能なクランプ部１１０を用いれば、図４Ａ〜図４Ｂ及び図５Ａ〜図５Ｂに示す例示的な実施形態のように前縁２６を風車前方に向けた状態で風車翼２Ａを吊る場合において、ブレード着脱装置１００，１０１の各構成要素（フレーム、アーム、旋回部、姿勢調整部等）がクランプ部１１０によって把持された風車翼２Ａの前縁２６よりも風車前方に位置することになる。よって、ブレード着脱装置１００，１０１の各構成要素を風車の構成要素（ハブ３、スピナ４、ナセル１３、タワー１５等）から離すことができる。このことは、ブレード着脱装置１００，１０１や風車の構成要素の損傷を回避する上で有利である。
【００７３】
図７に示す例示的な実施形態では、クランプ部１１０は、第１可動部１１２及び第２可動部１１４と、第１可動部１１２を第２可動部１１４に対して相対的に回動させるためのアクチュエータ１１６と、第１可動部１１２及び第２可動部１１４の内表面に設けられる当接部１１８とを含む。当接部１１８は、風車翼２Ａの表面への損傷発生を防止するために弾性部材（例えば、エラストマや樹脂等）を使用してもよい。
第１可動部１１２は、ヒンジ１１３を介して第２可動部１１４と連結されている。アクチュエータ１１６は、両端部が一対のヒンジ１１７を介してそれぞれ第１可動部１１２と第２可動部１１４とに連結されており、任意の動力によって伸縮可能である。一実施形態では、アクチュエータ１１６は油圧シリンダを含む。図７に示す状態ではアクチュエータ１１６が最大長さまで伸びているが、この状態からアクチュエータ１１６が縮むと、ヒンジ１１３周りに第１可動部１１２が第２可動部１１４に対して相対的に回動して、少なくとも当接部１１８が風車翼２Ａから離れ、クランプ部１１０による風車翼２Ａの把持が解除される。
【００７４】
なお、図７に示す例示的な実施形態では、クランプ部１１０による風車翼２Ａの把持状態において、風車翼２Ａの前縁２６，第１領域２５Ａの一部および第２領域２５Ｂの一部という３箇所に当接部１１８がそれぞれ当接しているが、正圧面２４Ａの第１領域２５Ａ内の第１点から前縁２６を経て負圧面２４Ｂの第２領域２５Ｂ内の第２点まで連続して当接部１１８が当接するようになっていてもよい。
【００７５】
また、幾つかの実施形態では、クランプ部１１０は、第１可動部１１２及び第２可動部１１４に対して当接部１１８が可動に構成される。例えば、不図示のアクチュエータを設け、第１可動部１１２及び第２可動部１１４に対して当接部１１８を移動させることができるようにしてもよい。
第１可動部１１２及び第２可動部１１４に対して当接部１１８を可動とすれば、当接部１１８の位置調節によって、クランプ部１１０による風車翼２Ａの把持角度（第１可動部１１２及び第２可動部１１４に対する風車翼２Ａの相対的な位置関係）を調整できる。
【００７６】
次に、本発明の実施形態に係るハブ３の翼取付け部３０に対する風車翼２の着脱方法について説明する。
図８は、一実施形態に係るハブ３の翼取付け部３０への風車翼２の取付け方法を示すフローチャートである。図９Ａ〜図９Ｄは、ブレード着脱装置１００を用いた風車翼２Ａの取付け手順を示す図である。図１０Ａ〜図１０Ｄは、ブレード着脱装置１０１を用いた風車翼２Ａの取付け手順を示す図である。図１１は、一実施形態に係るハブ３の翼取付け部３０からの風車翼２の取り外し方法を示すフローチャートである。
なお、以下では、ハブ３の鉛直方向下方の翼取付け部３０Ａに対して着脱される鉛直姿勢の風車翼２Ａを第１風車翼と称し、それ以外の風車翼２Ｂ，２Ｃを第２風車翼と称する。また、第１風車翼２Ａに対応する翼取付け部３０Ａを第１翼取付け部と称し、それ以外の翼取付け部３０Ｂ，３０Ｃを第２翼取付け部と称する。
【００７７】
幾つかの実施形態では、ハブ３の翼取付け部３０への風車翼２の取付け時、まず、第１翼取付け部３０Ａがハブ３の鉛直方向下方に位置する角度位置にてハブ３を固定しておく（図８のステップＳ２）。この際、ハブ３又は主軸７に設けられたロック機構やブレーキ機構を用いて、ハブ３を前記角度位置にて不動にしてもよい。
【００７８】
そして、図９Ａ及び図１０Ａに示すように、ブレード着脱装置１００，１０１を介して、プラットフォーム１７上に風車横方向に沿って載置された水平姿勢の第１風車翼２Ａをリフトシステムに取り付ける。具体的には、ブレード着脱装置１００，１０１のクランプ部１１０により第１風車翼２Ａを把持し（ステップＳ４；把持ステップ）、ブレード着脱装置１００，１０１の吊下げ部（２００，５００）の接続点１２２にリフトシステムの吊り索１２１を接続する（ステップＳ６；接続ステップ）。
なお、クランプ部１１０によって第１風車翼２Ａを把持する際、前縁２６側から風車翼２Ａを把持してもよい。具体的には、前縁２６と、風車翼２Ａの正圧面２４Ａのうち最大厚さ位置Ｙｔｍａｘよりも後縁側の第１領域２５Ａの少なくとも一部と、風車翼２Ａの正圧面２４Ａのうち最大厚さ位置Ｙｔｍａｘよりも後縁側の第２領域２５Ｂの少なくとも一部とをクランプ部１１０によって把持してもよい。
【００７９】
続いて、リフトシステムを操作して、クランプ部１１０によって把持された第１風車翼２Ａをブレード着脱装置１００，１０１ごと吊り上げる（ステップＳ８；移動ステップ）。
【００８０】
次に、吊下げ部（２００，５００）のリフトシステムへの接続点１２２とクランプ部１１０との間に設けられたブレード着脱装置１００，１０１の旋回部（３００，６００）を用いて、吊下げ部（２００，５００）に対して相対的にクランプ部１１０を旋回軸Ｏ周りに旋回させる（ステップＳ１０；旋回ステップ）。
具体的には、ブレード着脱装置１００を用いる場合、アクチュエータ３３０により、クランプ部１１０とフレーム１３０との間に設けられた旋回部３００の第１部分３１０を第２部分３２０に対して相対的に旋回軸Ｏ周りに回動させてもよい。あるいは、ブレード着脱装置１０１を用いる場合、一対のアクチュエータ５５０をそれぞれ動作させ、一対の駆動スプロケット５２８をそれぞれ独立して上下動させて、一対の第１吊り索５２４の各々の長さを互いに独立して調整するとともに、一対の第２吊り索５３４の各々の長さを互いに独立して調整して、吊下げ部５００に対して相対的にクランプ部１１０を旋回軸Ｏ周りに旋回させてもよい。
こうして、図９Ａ〜図９Ｃ及び図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、クランプ部１１０によって把持された第１風車翼２Ａのコード２１に沿った旋回軸Ｏに直交する平面Ｐ内において風車前後方向にコード２１が沿った状態を維持しながら水平姿勢から鉛直姿勢へと第１風車翼２Ａの姿勢を変化させる。
【００８１】
そして、吊下げ部（２００，５００）のリフトシステムへの接続点１２２とクランプ部１１０との間に設けられたブレード着脱装置１００，１０１の姿勢調整部（４００，７００）を用いて、鉛直平面Ｖ内におけるクランプ部１１０及びこれによって把持された第１風車翼２Ａの姿勢を調整する（ステップＳ１２；調整ステップ）。
具体的には、ブレード着脱装置１００を用いる場合、姿勢調整部４００のアーム回動部４１０又は可動ウェイト機構４２０の少なくとも一方により、接続点１２２周りのモーメントのバランスを崩し、接続点１２２の鉛直下方に全体重心Ｇが位置するような新たな姿勢に風車翼２Ａの姿勢を調整する。すなわち、アーム回動部４１０の駆動シリンダ４１２を動作させて、鉛直平面Ｖ上におけるアーム１４０とフレーム１３０との間の角度を変化させたり、可動ウェイト機構４２０のアクチュエータ４２４を動作させて、バランスウェイト４２２をコード２１に沿って移動させたりすることで、鉛直平面Ｖ内における風車翼２Ａの姿勢を調整してもよい。あるいは、ブレード着脱装置１０１を用いる場合、一対のモータ５４０をそれぞれ動作させ、一対の駆動スプロケット５２８をそれぞれ同一方向に回転させることで、第１吊り索５２４の各々と該第１吊り索５２４に対応する第２吊り索５３４との長さを互いに独立して調整して、鉛直平面Ｖ内におけるクランプ部１１０に姿勢を調節してもよい。
こうして、図９Ｄ及び図１０Ｄに示すように、クランプ部１１０によって把持された鉛直姿勢の第１風車翼２Ａの翼長方向が鉛直方向に対してなす角度γを変化させることができる。
【００８２】
この後、ブレード着脱装置１００，１０１を介してリフトシステムで第１風車翼２Ａを吊った状態で、鉛直姿勢の第１風車翼２Ａをハブ３の鉛直方向下方に位置する第１翼取付け部３０Ａに取り付ける（ステップＳ１４；第１着脱ステップ）。
この際、第１風車翼２Ａを翼軸線周りに回動させるか、あるいは、第１翼取付け部３０Ａの翼旋回輪３２をピッチ駆動装置（不図示）により回動させることによって、第１風車翼２Ａの翼根２０のボルト穴２３と第１翼取付け部３０Ａの翼旋回輪３２のボルト穴３３との位置合わせを行ってもよい。第１風車翼２Ａを翼軸線周りに回動させる場合、ブレード着脱装置１００，１０１のクランプ部１１０による第１風車翼２Ａの把持角度を調整することで、ボルト穴２３とボルト穴３３との位置合わせを行ってもよい。
なお、ステップＳ１４（第１着脱ステップ）では、ブレード着脱装置１００，１０１及びリフトシステムとハブ３又はスピナ４とが干渉しないように、ハブ３又はスピナ４の前方空間又は側方空間を利用してブレード着脱装置１００，１０１を介してリフトシステムで第１風車翼２Ａを吊ってもよい。
【００８３】
最後に、第１風車翼２Ａが取り付けられた第１翼取付け部３０Ａがハブ３の鉛直方向下方に位置するような角度位置でハブ３を固定したまま、第２風車翼２Ｂ，２Ｃを第２翼取付け部３０Ｂ，３０Ｃに取り付ける（ステップＳ１６；第２着脱ステップ）。
この際、任意のブレード着脱装置（例えば、ブレード着脱装置１００，１０１）を用いて、ハブ３の中心から第２翼取付け部３０Ｂ，３０Ｃに向けて延ばした直線に第２風車翼２Ｂ，２Ｃの翼長方向が沿った状態で、該第２風車翼２Ｂ，２Ｃの第２翼取付け部３０Ｂ，３０Ｃへの取付け作業が行われる。
第２風車翼２Ｂ，２Ｃの取付けのためにブレード着脱装置１００，１０１を用いる場合、ブレード着脱装置１００，１０１の旋回部（３００，６００）によってクランプ部１１０によって把持された第２風車翼２Ｂ，２Ｃを旋回させて、該第２風車翼２Ｂ，２Ｃが、ハブ３の中心から第２翼取付け部３０Ｂ，３０Ｃに向けて延ばした直線に沿った状態としてもよい。
【００８４】
また、幾つかの実施形態では、ハブ３の翼取付け部３０からの風車翼２の取り外し時、図１１に示すように、まず、第１翼取付け部３０Ａがハブ３の鉛直方向下方に位置する角度位置にてハブ３を固定しておく（ステップＳ２２）。
【００８５】
そして、第１風車翼２Ａが取り付けられた第１翼取付け部３０Ａがハブ３の鉛直方向下方に位置するような角度位置でハブ３を固定したまま、第２風車翼２Ｂ，２Ｃを第２翼取付け部３０Ｂ，３０Ｃから取り外す（ステップＳ２４；第２着脱ステップ）。この際、任意のブレード着脱装置（例えば、ブレード着脱装置１００，１０１）を用いて、ハブ３の中心から第２翼取付け部３０Ｂ，３０Ｃに向けて延ばした直線に第２風車翼２Ｂ，２Ｃの翼長方向が沿った状態で、該第２風車翼２Ｂ，２Ｃの第２翼取付け部３０Ｂ，３０Ｃからの取り外し作業が行われる。
【００８６】
続いて、ブレード着脱装置１００，１０１を介して、第１翼取付け部３０Ａに取り付けられた鉛直姿勢の第１風車翼２Ａをリフトシステムに取り付ける。具体的には、ブレード着脱装置１００，１０１の吊下げ部（２００，５００）の接続点１２２にリフトシステムの吊り索１２１を接続し（ステップＳ２６；接続ステップ）、ブレード着脱装置１００，１０１のクランプ部１１０により鉛直姿勢の第１風車翼２Ａを把持する（ステップＳ２８；把持ステップ）。
なお、クランプ部１１０によって第１風車翼２Ａを把持する際、前縁２６側から風車翼２Ａを把持してもよい。具体的には、前縁２６と、風車翼２Ａの正圧面２４Ａのうち最大厚さ位置Ｙｔｍａｘよりも後縁側の第１領域２５Ａの少なくとも一部と、風車翼２Ａの正圧面２４Ａのうち最大厚さ位置Ｙｔｍａｘよりも後縁側の第２領域２５Ｂの少なくとも一部とをクランプ部１１０によって把持してもよい。
【００８７】
この後、ブレード着脱装置１００，１０１を介してリフトシステムで第１風車翼２Ａを吊った状態で、鉛直姿勢の第１風車翼２Ａをハブ３の鉛直方向下方に位置する第１翼取付け部３０Ａから取り外す（ステップＳ３０；第１着脱ステップ）。この際、第１翼取付け部３０Ａの翼旋回輪３２をピッチ駆動装置（不図示）により回動させることによって、第１風車翼２Ａのコード２１が風車前後方向に沿った状態で第１翼取付け部３０Ａから第１風車翼２Ａを取り外す。
一実施形態では、第１風車翼２Ａの前縁２６を風車前方に向けて、第１風車翼２Ａの後縁２８を風車後方に向けた状態で、第１翼取付け部３０Ａから第１風車翼２Ａを取り外してもよい。
なお、ステップＳ１４（第１着脱ステップ）では、ブレード着脱装置１００，１０１及びリフトシステムとハブ３又はスピナ４とが干渉しないように、ハブ３又はスピナ４の前方空間又は側方空間を利用してブレード着脱装置１００，１０１を介してリフトシステムで第１風車翼２Ａを吊ってもよい。
【００８８】
続いて、リフトシステムを操作して、クランプ部１１０によって把持された第１風車翼２Ａをブレード着脱装置１００，１０１ごと吊り下ろす（ステップＳ３２；移動ステップ）。
【００８９】
そして、吊下げ部（２００，５００）のリフトシステムへの接続点１２２とクランプ部１１０との間に設けられたブレード着脱装置１００，１０１の姿勢調整部（４００，７００）を用いて、鉛直平面Ｖ内におけるクランプ部１１０及びこれによって把持された第１風車翼２Ａの姿勢を調整する（ステップＳ３４；調整ステップ）。
具体的には、ブレード着脱装置１００を用いる場合、姿勢調整部４００のアーム回動部４１０又は可動ウェイト機構４２０の少なくとも一方により、接続点１２２周りのモーメントのバランスを崩し、接続点１２２の鉛直下方に全体重心Ｇが位置するような新たな姿勢に風車翼２Ａの姿勢を調整する。すなわち、アーム回動部４１０の駆動シリンダ４１２を動作させて、鉛直平面Ｖ上におけるアーム１４０とフレーム１３０との間の角度を変化させたり、可動ウェイト機構４２０のアクチュエータ４２４を動作させて、バランスウェイト４２２をコード２１に沿って移動させたりすることで、鉛直平面Ｖ内における風車翼２Ａの姿勢を調整してもよい。あるいは、ブレード着脱装置１０１を用いる場合、一対のモータ５４０をそれぞれ動作させ、一対の駆動スプロケット５２８をそれぞれ同一方向に回転させることで、第１吊り索５２４の各々と該第１吊り索５２４に対応する第２吊り索５３４との長さを互いに独立して調整して、鉛直平面Ｖ内におけるクランプ部１１０に姿勢を調節してもよい。
こうして、クランプ部１１０によって把持された鉛直姿勢の第１風車翼２Ａの翼長方向が鉛直方向に対してなす角度γを変化させる。
【００９０】
次に、吊下げ部（２００，５００）のリフトシステムへの接続点１２２とクランプ部１１０との間に設けられたブレード着脱装置１００，１０１の旋回部（３００，６００）を用いて、吊下げ部（２００，５００）に対して相対的にクランプ部１１０を旋回軸Ｏ周りに旋回させる（ステップＳ３６；旋回ステップ）。
具体的には、ブレード着脱装置１００を用いる場合、アクチュエータ３３０により、クランプ部１１０とフレーム１３０との間に設けられた旋回部３００の第１部分３１０を第２部分３２０に対して相対的に旋回軸Ｏ周りに回動させてもよい。あるいは、ブレード着脱装置１０１を用いる場合、一対のアクチュエータ５５０をそれぞれ動作させ、一対の駆動スプロケット５２８をそれぞれ独立して上下動させて、一対の第１吊り索５２４の各々の長さを互いに独立して調整するとともに、一対の第２吊り索５３４の各々の長さを互いに独立して調整して、吊下げ部５００に対して相対的にクランプ部１１０を旋回軸Ｏ周りに旋回させてもよい。
こうして、クランプ部１１０によって把持された第１風車翼２Ａのコード２１に沿った旋回軸Ｏに直交する平面Ｐ内において風車前後方向にコード２１が沿った状態を維持しながら鉛直姿勢から水平姿勢へと第１風車翼２Ａの姿勢を変化させる。第１風車翼２Ａが水平姿勢になったら、プラットフォーム１７上に第１風車翼２Ａを載置する。
【００９１】
上述の実施形態に係るブレード着脱方法によれば、それぞれ異なる軸周りにおける第１風車翼２Ａの姿勢調整に寄与する旋回部（３００，６００）と姿勢調整部（４００，７００）を協働させることで、第１風車翼２Ａの姿勢を高い自由度で変化させることができる。また、上記ブレード着脱方法によれば、リフトシステムへの接続点１２２とクランプ部１１０との間に設けたブレード着脱装置１００，１０１の旋回部（３００，６００）及び姿勢調整部（４００，７００）の働きによって、リフトシステム自体の操作で風車翼の姿勢を調整する場合に比べて、第１風車翼２Ａの姿勢を細やかに調整できる。
したがって、風車から独立したリフトシステムを用いてハブ３の鉛直方向下方の翼取付け部３０Ａに対して第１風車翼２Ａを容易に着脱することができる。しかも、第１風車翼２Ａのコード２１が風車前後方向に沿ったまま第１風車翼２Ａの姿勢を調節することが容易になり、第１風車翼２Ａの着脱時における風車正面からの風に起因して第１風車翼２Ａに作用する風荷重を低減することができる。
さらに、上記ブレード着脱方法に用いるブレード着脱装置１００，１０１の主たる構成要素（吊下げ部、クランプ部、旋回部及び姿勢調整部）は何れもリフトシステムと第１風車翼２Ａとの間に設けられるため、ブレード着脱装置１００，１０１を簡素化及びコンパクト化できる。
【００９２】
また、上述の実施形態に係るブレード着脱方法によれば、風車ロータを回転させて第１翼取付け部３０Ａ及び第２翼取付け部３０Ｂ，３０Ｃの角度位置を調整することなく、第１風車翼２Ａ及び第２風車翼２Ｂ，２Ｃを着脱することができる。そのため、一部の風車翼２が取り付けられておらずモーメントが不釣り合いな状態の風車ロータをターニング装置で回転させる必要がなくなり、ターニング装置を小型化したり、ターニング装置を省略したりすることができる。
【００９３】
さらに、上述の実施形態に係るブレード着脱方法では、第１風車翼２Ａが取り付けられた第１翼取付け部３０Ａがハブ３の鉛直方向下方に位置するような角度位置でハブ３を固定したまま、第２風車翼２Ｂ，２Ｃの第２翼取付け部３０Ｂ，３０Ｃに対する着脱作業を行うようにしたので、万が一、風車ロータの固定が外れた場合であっても、第１風車翼２Ａの重力に起因して風車ロータに発生するモーメントはゼロであるから、風車ロータの回転を抑制できる。
【００９４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。例えば、上述した各種実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１        風力発電装置
２        風車翼
３        ハブ
４        スピナ
５        ロータ
７        主軸
８        ドライブトレイン
１２      発電機
１３      ナセル
１５      タワー
１６      洋上基礎
１７      プラットフォーム
２０      翼根
２１      コード
２２      翼先端
２３      ボルト穴
２４Ａ    正圧面
２４Ｂ    負圧面
２５Ａ    第１領域
２５Ｂ    第２領域
２６      前縁
２８      後縁
３０      翼取付け部
３２      翼旋回輪
３３      ボルト穴
７０      チェーン
１００    ブレード着脱装置
１０１    ブレード着脱装置
１１０    クランプ部
１１２    第１可動部
１１４    第２可動部
１１６    アクチュエータ
１１７    ヒンジ
１１８    当接部
１２１    吊り索
１２２    接続点
１３０    フレーム
１３０Ｔ  上面
１４０    アーム
１４１    ヒンジ
１５０    フレーム
２００    吊下げ部
３００    回動部
３１０    第１部分
３２０    第２部分
３３０    アクチュエータ
３３２    駆動ギア
３３４    モータ
４００    姿勢調整部
４１０    アーム回動部
４１２    駆動シリンダ
４１４    ヒンジ
４２０    可動ウェイト機構
４２２    バランスウェイト
４２４    アクチュエータ
５００    吊下げ部
５１０    吊りブロック
５２０    第１アームペア
５２２    第１アーム
５２４    第１吊り索
５２６    第１スプロケット
５２８    駆動スプロケット
５３０    第２アームペア
５３２    第２アーム
５３４    第２吊り索
５３６    第２スプロケット
５４０    モータ
５５０    アクチュエータ
５６０    コントローラ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2015068260.tif 000005
【図２Ｃ】
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【図３】
2015068260.tif 000007
【図４Ａ】
2015068260.tif 000008
【図４Ｂ】
2015068260.tif 000009
【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
2015068260.tif 000011
【図５Ｂ】
2015068260.tif 000012
【図５Ｃ】
2015068260.tif 000013
【図６】
2015068260.tif 000014
【図７】
2015068260.tif 000015
【図８】
2015068260.tif 000016
【図９】
2015068260.tif 000017
【図１０】
2015068260.tif 000018
【図１１】
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