(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレードと前記ブレードを保持するハブとを有するロータと、前記ハブに接続された主軸を介して前記ロータを軸支するナセルと、前記ナセルをヨー回転自在に支持するタワーとを備える水平軸風車のタワー内に部品を搭載する風車タワー内の部品搭載構造であって、
内フランジを有し基礎に固定された基礎金物と、
前記基礎金物の前記内フランジの上側に合わされて締結される内フランジを下端に有した前記タワーと、
部品搭載部及びこれを上方に支持する脚部を有し、前記タワー内に設置される架台と、を備え、
前記基礎金物の前記内フランジの内端に、前記タワーの前記内フランジの内端よりも内側に突出する内端部が設けられ、当該内端部に前記脚部が立脚して前記架台が前記基礎金物に支持されてなる風車タワー内の部品搭載構造。
【請求項２】
風車のタワー内に部品を搭載する風車タワー内の部品搭載構造であって、
内フランジを有し基礎に固定された基礎金物と、
前記基礎金物の前記内フランジの上側に合わされて締結される内フランジを下端に有したタワーと、
部品搭載部及びこれを上方に支持する脚部を有し、前記タワー内に設置される架台と、を備え、
前記基礎金物の前記内フランジの内端に、前記タワーの前記内フランジの内端よりも内側に突出する内端部が設けられ、当該内端部に前記脚部が立脚して前記架台が前記基礎金物に支持されてなり、
前記内端部は、前記内フランジ同士が合わされる面から段差を介して当該面より下に設けられ、当該段差は前記タワーの前記内フランジより内側に配置されてなる風車タワー内の部品搭載構造。
【請求項３】
前記脚部の下端に、外方に延出する延出部を有し、当該延出部が前記内端部に載せられてなる請求項１又は請求項２に記載の風車タワー内の部品搭載構造。
【請求項４】
前記架台に立脚した１又は２以上の他の架台がさらに設けられて、架台による部品搭載部が２層以上に構成されてなる請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の風車タワー内の部品搭載構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風車タワー内の部品搭載構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、風力発電機として構成される風車のタワー内に電力モジュールなどの構成部品を搭載することが行われている。
特許文献１，２にあっては、タワー内の空間に電力モジュールなどの部品が上下に階層状に配置されて搭載されている。
すなわち、同文献にあっては、タワーの建立に先だってタワーの基礎上に電力モジュールなどの部品が搭載され、さらにこの部品の上に他の部品を搭載するために架台が適用されている。かかる架台は、部品が搭載される部品搭載部と、これを支持する柱からなるもので、柱の下端はタワーの基礎に固定されている。架台の部品搭載部が基礎上に載置される部品の上方に配置されることで、さらに上に部品を搭載することができている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００５−５０３５１５号公報
【特許文献２】特開２００９−２８７５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし以上の従来技術にあっては以下のような問題があった。
従来技術にあっては、架台の下端がタワーの基礎に固定されているため、現場での架台の位置決め作業や、固定作業（例えばアンカーボルトを用いて基礎に締結する）に時間を要するという問題、その位置精度も現場施工に依存するという問題がある。
一方、タワーは風や風車の挙動によって揺れ動く。このときタワーには主に曲げモーメントが負荷され、タワーの側壁部には圧縮荷重と引張荷重が交互に負荷されるが、圧縮荷重はタワーの側壁部から基礎に直接的に伝達されるものの、引張荷重はタワーの下端と基礎側との連結部分に直撃してしまう。
【０００５】
そこで本発明は、作業性及び位置精度を良好に構成することができ、タワーの下端と基礎側との連結部分に生じる応力を軽減できる風車タワー内の部品搭載構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、風車のタワー内に部品を搭載する風車タワー内の部品搭載構造であって、
内フランジを有し基礎に固定された基礎金物と、
前記基礎金物の前記内フランジの上側に合わされて締結される内フランジを下端に有したタワーと、
部品搭載部及びこれを上方に支持する脚部を有し、前記タワー内に設置される架台と、
を備え、
前記基礎金物の前記内フランジの内端に、前記タワーの前記内フランジの内端よりも内側に突出する内端部が設けられ、当該内端部に前記脚部が立脚して前記架台が前記基礎金物に支持されてなる風車タワー内の部品搭載構造である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、前記内端部は、前記内フランジ同士が合わされる面から段差を介して当該面より下に設けられ、当該段差は前記タワーの前記内フランジより内側に配置されてなる請求項１に記載の風車タワー内の部品搭載構造である。
【０００８】
請求項３記載の発明は、前記脚部の下端に、外方に延出する延出部を有し、当該延出部が前記内端部に載せられてなる請求項１又は請求項２に記載の風車タワー内の部品搭載構造である。
【０００９】
請求項４記載の発明は、前記架台に立脚した１又は２以上の他の架台がさらに設けられて、架台による部品搭載部が２層以上に構成されてなる請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の風車タワー内の部品搭載構造である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、タワーの下端が締結される基礎金物の内フランジの内端部に、部品を搭載する架台を立脚させて設置するので、作業性が良好であり、基礎金物及び架台の設計、製造によりタワーに対する架台（さらには搭載部品）の位置精度を確保することができ、現場施工に依存せず位置精度を良好にすることができるという効果がある。
また本発明によれば、架台及び当該架台に搭載される部品の自重により、タワーの下端と基礎金物の連結部分に引張荷重と逆方向の初期応力を与えることができ、引張荷重が負荷されても、初期応力と相殺する分だけ、タワーの下端と基礎側との連結部分に生じる応力を軽減でき、耐久性を向上することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明一実施形態に係る風車タワー内の部品搭載構造を示す斜視図であり、タワーを透過させて描いたものである。
【図２】本発明一実施形態に係る風車タワー内の部品搭載構造の縦断面図である。
【図３】本発明一実施形態に係る風車タワー内の部品搭載構造におけるタワーの下端と基礎金物との連結部分及び架台の足場部分を示す構造図である。
【図４】本発明他の一実施形態に係る風車タワー内の部品搭載構造におけるタワーの下端と基礎金物との連結部分及び架台の足場部分を示す構造図である。
【図５】本発明一実施形態に係る風車タワー内の部品搭載構造におけるタワーの下端と基礎金物との連結部分及び架台の足場部分を示す構造図であり、引張荷重負荷時の様子を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００１３】
本実施形態の風車タワー内の部品搭載構造は、例えば、大型の水平軸風車に適用される。水平軸風車は、ブレードとこれを保持するハブとを有するロータと、ハブに接続された主軸を介してロータを軸支するナセルと、ナセルをヨー回転自在に支持するタワーとを備える。
タワーが図１に示す構造によって基礎上に立設される。
【００１４】
図１に示すように、基礎金物２が基礎１に埋設固定されている。基礎金物２は円筒形で、図２，図３に示すように上端に内フランジ１３が設けられている。
タワー３は円筒形で、図１，図２に示すように基礎金物２上に設置される。タワー３の下端に内フランジ１２が設けられている。
図２，図３に示すように、基礎金物２の側壁部２０上にタワー３の側壁部３０が配置され、基礎金物２の内フランジ１３の上側に、タワー３の内フランジ１２の下側が合わされる。
内フランジ１２及び内フランジ１３にボルト挿通孔が設けられており、図３に示すように、このボルト挿通孔にボルト９が挿通され、ボルト９及びナット１１によって基礎金物２の内フランジ１３とタワー３の内フランジ１２とが締結される。適宜、座金１０が適用される。
このような構造によりタワー３は建立される。
【００１５】
タワー３内には、架台Ａ，架台Ｂが設置される。架台Ａは、下段の架台であって基礎金物２に支持されている。架台Ｂは上段の架台で、架台Ａ上に設置されている。
架台Ａは、部品搭載部５及びこれを上方に支持する脚部４，４，・・・を有する。架台Ｂは、部品搭載部７及びこれを上方に支持する脚部６，６，・・・を有する。図においては脚部４及び脚部６は柱状体であるが、この形態に限られない。
【００１６】
図３に示すように、基礎金物２の内フランジ１３の内端に、タワー３の内フランジ１２の内端よりも内側に突出する内端部１３ｂが設けられている。内フランジ１３の部分１３ａは、内フランジ１２との締結部分である。この締結部分１３ａからさらに内側に突出して内端部１３ｂが形成されている。
架台Ａの脚部４，４，・・・が内端部１３ｂに載せられて、これにより架台Ａが基礎金物２に支持されている。このように内端部１３ｂは架台Ａの足場として使用される。すなわち、内端部１３ｂに脚部４，４，・・・が立脚して架台Ａが基礎金物２に支持される。
内端部１３ｂは、全周に亘って形成してもよし、架台Ａの足場が必要な箇所を含んでいれば部分的に形成しても良い。
【００１７】
また、図３に示すように内端部１３ｂは、内フランジ１２，１３同士が合わされる面ａ１から段差ａ２を介して当該面ａ１より下に設けられている。段差ａ２は内フランジ１２より内側に配置されており、これにより、脚部４と内フランジ１２との間に隙間ａ３を保持することができる。隙間ａ３の分だけ脚部４がナット１１から離れるため、ボルト９、ナット１１による締結作業がし易くなる。また、タワー３の揺動時に内フランジ１２が脚部４に接触することが防がれる。
【００１８】
以上と同様に、脚部４と内フランジ１２との間に隙間ａ３を保持するための他の構造として、図４に示す構造も有効である。
図４に示す構造にあっては、脚部４の下端に、外方に延出する延出部４ａを有する。延出部４ａが内端部１３ｂに載せられている。段差ｂ２は内フランジ１２の内端と同じ位置に配置されているが、この延出部４ａが形成されていることによって、脚部４と内フランジ１２との間に隙間ｂ３を保持することができる。図４に示す構造に拘わらず、段差ｂ２を内フランジ１２より内側に配置して、以上の両構造を双方とも採用して実施しても良い。
【００１９】
さて、図１、図２に示すように部品８Ａ，８Ｂ，８Ｃが本構造に搭載される。部品８Ａ，８Ｂ，８Ｃは、例えば、本風車を電力発電機として構成するために必要となる電力モジュール等の装置類である。
部品８Ａは、基礎金物２の内側において基礎１上に設置されている。架台Ａの部品搭載部５と基礎１との間に空間が設けられており、この空間に部品８Ａは配置される。
部品８Ｂは、架台Ａの部品搭載部５上に搭載されている。架台Ｂの部品搭載部７と架台Ａの部品搭載部５との間に空間が設けられており、この空間に部品８Ｂは配置される。
部品８Ｃは、架台Ｂの部品搭載部７上に搭載されている。
以上のように、本構造においては、架台Ａ，Ｂにより部品搭載部が２層に構成されている。基礎１上を含めれば部品搭載空間は３層に構成されている。さらに架台Ｂ上に架台を設置して部品搭載層を増設してもよい。また、本実施形態に拘わらず、架台上の架台Ｂを採用せずに実施してもよい。
【００２０】
本構造の組立手順は例えば以下のように行う。
基礎１及び基礎金物２の設置工事が完了した後、基礎１上に部品８Ａを据え置く。
次に、架台Ａを基礎金物２上に設置する。
次に、架台Ａの部品搭載部５上に部品８Ｂを据え置く。
次に、架台Ｂを架台Ａ上に設置する。
次に、架台Ｂの部品搭載部７上に部品８Ｃを据え置く。
最後に、タワー３を基礎金物２上に設置し上述したように締結する。
【００２１】
以上のような構造を有するので、タワー３の揺動に伴いタワー３の側壁部３０から伝わる圧縮荷重は、図３に示す矢印ｃ１，ｃ２のようにタワー３の側壁部３０から基礎金物２の側壁部２０に直接伝わり、タワー３と基礎金物２との連結部分には過大な応力は生じない。
図５に示すようにタワー３の揺動に伴いタワー３の側壁部３０から伝わる引張荷重ｄ１は、タワー３と基礎金物２との連結部分、すなわち、内フランジ１２、ナット１１、ボルト９、内フランジ１３を介して基礎金物２の側壁部２０に伝達される。
しかし、架台Ａ，Ｂ及び当該架台Ａ，Ｂに載置される部品８Ａ，８Ｂ，８Ｃの自重ｄ２により、タワー３と基礎金物２の連結部分に引張荷重ｄ１と逆方向の初期応力が与えられている。
したがって、引張荷重ｄ１が負荷されても、この初期応力と相殺する分だけ、タワー３と基礎金物２との連結部分に生じる応力ｄ３を軽減でき、連結部分の耐久性を向上することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１      基礎
２      基礎金物
３      タワー
４      脚部
４ａ    延出部
５      部品搭載部
６      脚部
７      部品搭載部
８Ａ    搭載部品
８Ｂ    搭載部品
８Ｃ    搭載部品
９      ボルト
１０    座金
１１    ナット
１２    内フランジ
１３    内フランジ
１３ａ  締結部分
１３ｂ  内端部
２０    側壁部
３０    側壁部
Ａ      架台
ａ１    合わせ面
ａ２    段差
ａ３    隙間
Ｂ      架台
ｂ２    段差部
ｂ３    隙間
【図１】
0005667822.tif 000002
【図２】
0005667822.tif 000003
【図３】
0005667822.tif 000004
【図４】
0005667822.tif 000005
【図５】
0005667822.tif 000006