(57)【要約】  鉛直タワーと、少なくとも２つのエネルギー発生ユニット５と、鉛直方向に対して横断方向に延在するとともに、少なくとも２つのエネルギー発生ユニット５を保持する荷重保持構造体９、１０と、出発点と出口との間に延在する少なくとも１つの脱出ルートとを備える、マルチローター風力タービン１。安全な脱出ルートを提供するために、荷重保持構造体は、出発点から中間位置までの脱出ルートの少なくとも第１のセクションを形成し、風力タービンは、ナセルにおける脱出開口部を備え、脱出開口部は、エネルギー発生ユニットのナセルの内部空間から通路構造体に通じ、通路構造体は、脱出開口部から脱出ルートの出発点まで延在する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチローター風力タービン（１）であって、
タワー底部（３）からタワー頂部（４）まで鉛直方向に延在するタワー（２）と、
少なくとも２つのエネルギー発生ユニット（５）であって、各エネルギー発生ユニットは、ドライブトレインを回転させるように設けられたローターを保持し、各エネルギー発生ユニットは、前記ドライブトレインのための内部空間を形成するナセルを備える、エネルギー発生ユニット（５）と、
前記鉛直方向に対して横断方向に延在するとともに、前記タワーによって保持される荷重保持構造体（９、１０）であって、該荷重保持構造体は、前記少なくとも２つのエネルギー発生ユニット（５）を保持するように設けられる、荷重保持構造体（９、１０）と、
出発点と出口との間に延在する少なくとも１つの脱出ルートと、
を備え、
前記荷重保持構造体は、前記出発点から中間位置までの前記脱出ルートの少なくとも第１のセクションを形成し、該風力タービンは、前記ナセルにおける脱出開口部を更に備え、該脱出開口部は、前記内部空間から通路構造体に通じ、該通路構造体は、前記脱出開口部から前記脱出ルートの前記出発点まで延在する、マルチローター風力タービン。
【請求項２】
請求項１に記載のマルチローター風力タービン（１）であって、前記ナセルは、底部と屋根部との間に延在する側壁を形成し、前記脱出開口部は、前記屋根部にあり、前記通路構造体は、前記屋根部から前記側壁に沿って延在する、マルチローター風力タービン。
【請求項３】
請求項２に記載のマルチローター風力タービン（１）であって、前記屋根部は、前記ローターに向かう前半部分と、前記ローターから離れる後半部分とを有し、前記脱出開口部は、前記屋根部の前記前半部分にある、マルチローター風力タービン。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のマルチローター風力タービン（１）であって、前記ナセルは、底部と屋根部との間に延在する側壁を形成し、前記脱出開口部は、前記側壁にあり、前記通路構造体は、前記脱出開口部から前記側壁に沿って延在する、マルチローター風力タービン。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のマルチローター風力タービン（１）であって、前記ナセルは、底部と屋根部との間に延在する側壁を形成し、前記脱出開口部は、前記底部にあり、前記通路構造体は、前記底部から前記側壁に沿って延在する、マルチローター風力タービン。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のマルチローター風力タービン（１）であって、前記ナセルは、底部と屋根部との間に延在する側壁を形成し、前記脱出開口部は、前記側壁にあり、前記通路構造体は、前記ナセルの外側にある救出プラットフォームによって構成され、前記ナセルから前記安全プラットフォームに入ることを可能にする前記開口部に位置する、マルチローター風力タービン。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のマルチローター風力タービン（１）であって、前記脱出開口部は、前記底部にあり、前記通路構造体は、前記ナセルの下方にある救出プラットフォームによって構成され、前記ナセルから前記底部における前記開口部を介して前記脱出ルートの前記出発点にアクセスすることを可能にする前記開口部に位置する、マルチローター風力タービン。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のマルチローター風力タービン（１）であって、前記荷重保持構造体（３）は、
前記タワーの左側において外方に延在する第１の荷重保持機構（９、１０）と、
前記タワーの右側において外方に延在する第２の荷重保持機構（９、１０）と、
を備え、
各荷重保持機構（９、１０）は、下側接点において前記タワーに取り付けられるとともに、前記下側接点と前記少なくとも２つのエネルギー発生ユニットのうちの対応する１つとの間に延在する一次構造体（９）と、張力機構とを備え、該張力機構は、上側接点において前記タワーに取り付けられるとともに、前記一次構造体（９）の上方で、前記上側接点と前記少なくとも２つのエネルギー発生ユニット（５）のうちの前記対応する１つとの間に延在する少なくとも１つの二次構造体（１０）を含み、前記エネルギー発生ユニット（５）に作用する重力によって、前記一次構造体（９）の圧縮と、前記少なくとも１つの二次構造体（１０）における引張とをもたらすようになっている、マルチローター風力タービン。
【請求項９】
請求項８に記載のマルチローター風力タービン（１）であって、前記脱出ルートは、前記二次構造体のうちの選択された１つに沿って延在する、マルチローター風力タービン。
【請求項１０】
請求項９に記載のマルチローター風力タービン（１）であって、前記脱出ルートは、前記選択された二次構造体に沿って移動することができるトロリー構造体を備える、マルチローター風力タービン。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか１項に記載のマルチローター風力タービン（１）であって、前記張力機構は、
前記上側接点の前方点において前記タワーに取り付けられるとともに、前記一次構造体（９）の上方で、前記前方点と前記少なくとも２つのエネルギー発生ユニット（５）のうちの前記対応する１つとの間に延在する、前方二次構造体（１０’）と、
前記上側接点の後方点において前記タワーに取り付けられるとともに、前記一次構造体（９）の上方で、前記後方点と前記少なくとも２つのエネルギー発生ユニット（５）のうちの前記対応する１つとの間に延在する後方二次構造体（１０’’）と、
を備え、
前記前方点及び前記後方点は、前記タワーの前記右側又は前記左側の互いに反対側にあり、前記前方点は、前記後方点よりも前記ローターに近く、前記選択された二次構造体は、前記後方点に延在する、マルチローター風力タービン。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のマルチローター風力タービン（１）であって、安全プラットフォームを更に備え、該安全プラットフォームは、前記タワー頂部において保持され、前記安全プラットフォームは、前記出口を形成する、マルチローター風力タービン。
【請求項１３】
請求項８〜１１のいずれか１項に記載のマルチローター風力タービン（１）であって、前記一次構造体は、前記出発点において一次構造体開口部を備え、該一次構造体開口部は、人員が、前記一次構造体内に延在する一次構造体内部通路に入るために構成され、前記脱出ルートは、前記一次構造体開口部を通り、前記一次構造体内部通路を通って延在する、マルチローター風力タービン。
【請求項１４】
請求項１３に記載のマルチローター風力タービン（１）であって、前記一次構造体内部通路内に配置され、該一次構造体内部通路を前方部分と後方部分とに分離する防火隔壁を備え、前記前方部分は、前記少なくとも２つのエネルギー発生ユニットのうちの１つの下方に延在し、前記後方部分は、前記防火隔壁から前記タワーまで延在する、マルチローター風力タービン。
【請求項１５】
請求項１４に記載のマルチローター風力タービン（１）であって、前記後方部分は、前記タワー内で前記タワー頂部から前記タワー底部まで延在するタワー内部通路内に延在する、マルチローター風力タービン。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載のマルチローター風力タービン（１）であって、前記一次構造体開口部は、前記後方部分に延在する、マルチローター風力タービン。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載のマルチローター風力タービンであって、少なくとも２つの脱出ルートを備える、マルチローター風力タービン。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１項に記載のマルチローター風力タービンであって、煙、高温、又は大きな騒音を検出すると警報信号を提供するように構成された少なくとも１つの警報センサーを備える電子脱出制御システムを備える、マルチローター風力タービン。
【請求項１９】
請求項１７及び１８に記載のマルチローター風力タービンであって、前記電子脱出制御システムは、プロセッサと、煙、高温、又は大きな騒音を検出すると警報信号を提供するようにそれぞれ構成された複数の警報センサーとを備え、該警報センサーは、異なる脱出ルートに配置され、前記プロセッサは、前記複数の警報センサーと通信し、該警報センサーのうちの少なくとも１つからの少なくとも１つの警報信号に基づいて、前記少なくとも２つの脱出ルートの間で推奨される脱出ルートを選択するように構成される、マルチローター風力タービン。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか１項に記載のマルチローター風力タービンの発電ユニットから脱出する方法であって、前記発電ユニットから、前記脱出開口部を通って延在する脱出ルートを介して、及び前記通路構造体を介して避難する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、タワー底部からタワー頂部まで鉛直方向に延在するタワーを備えるマルチローター風力タービンに関する。風力タービンは、鉛直方向に対して横断方向に延在する荷重保持構造体を更に備える。荷重保持構造体は、タワーによって保持され、少なくとも２つのエネルギー発生ユニットを保持するように設けられる。
【背景技術】
【０００２】
風力タービンは、通常、１つ以上のエネルギー発生ユニットを備える。エネルギー発生ユニットのそれぞれは、１つ以上の風力タービンブレードを保持するハブを備える。風が風力タービンブレードに作用することにより、ハブを回転させる。ハブの回転運動は、ギア機構を介して、又はいわゆるダイレクトドライブ型の風力タービンの場合には直接、発電機に伝達される。発電機において、電気エネルギーが発生し、この電気エネルギーは、電力網に供給することができる。
【０００３】
一部の風力タービンでは、１つの非常に大型の、ひいては大重量のエネルギー発生ユニットを風力タービンに設ける必要なく、風力タービンによって生成される総電力を増加させるために、２つ以上のエネルギー発生ユニットが設けられる。このような風力タービンは、「マルチローター風力タービン」と呼ばれることがある。
【０００４】
従来の水平軸風力タービンは、エネルギー発生ユニットの床部に、人員の迅速な避難のための脱出通路としてハッチを用いることがある。マルチローター風力タービンにおいては、これは常に最適な解決策とはならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態の目的は、脱出可能性が向上したマルチローター風力タービンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様によれば、本開示は、マルチローター風力タービンであって、
タワー底部からタワー頂部まで鉛直方向に延在するタワーと、
少なくとも２つのエネルギー発生ユニットであって、各エネルギー発生ユニットは、ドライブトレインを回転させるように設けられたローターを保持し、各エネルギー発生ユニットは、ドライブトレインのための内部空間を形成するナセルを備える、エネルギー発生ユニットと、
鉛直方向に対して横断方向に延在するとともに、タワーによって保持される荷重保持構造体であって、荷重保持構造体は、少なくとも２つのエネルギー発生ユニットを保持するように設けられる、荷重保持構造体と、
出発点と出口との間に延在する少なくとも１つの脱出ルートと、
を備える、マルチローター風力タービンを提供する。
【０００７】
荷重保持構造体は、出発点から中間位置までの脱出ルートの少なくとも第１のセクションを形成し、風力タービンは、ナセルにおける脱出開口部を更に備え、脱出開口部は、内部空間から通路構造体に通じ、通路構造体は、脱出開口部から脱出ルートの出発点まで延在する。
【０００８】
荷重保持構造体は、エネルギー発生ユニットを保持するように構成され、したがって、通常は比較的堅牢かつ強固である。脱出ルートの少なくとも第１のセクションは、荷重保持構造体によって形成されるので、脱出手順において向上した安全性を得ることができる。
【０００９】
１つの実施形態において、ナセルは、管状とすることができ、別の実施形態において、ナセルは、箱形とすることができ、底部と屋根部との間に延在する側壁を形成することができる。脱出開口部は、例えば屋根部にあることができ、通路構造体は、屋根部から側壁に沿って延在することができる。屋根部は、例えば、ローターに向かう前半部分と、ローターから離れる後半部分とを有することができ、脱出開口部は、屋根部の前半部分にあることができる。
【００１０】
脱出開口部は、例えば側壁にあることができ、通路構造体は、脱出開口部から側壁に沿って延在することができる。
【００１１】
脱出開口部は、例えば底部にあることができ、通路構造体は、底部から側壁に沿って延在することができる。
【００１２】
本件では、「脱出ルート」という用語は、エネルギー発生ユニット内又はエネルギー発生ユニット付近で作業している人員が、風力タービンから出口へと脱出することを可能にする通路を意味するように解釈すべきである。脱出は、例えば、火災又は爆発等の事故の際に必要となり得る。
【００１３】
出口は、地面にある、すなわち、脱出する人員が風力タービンから出ることができるタワー底部にあることができるか、又は、人員をヘリコプターによって救出することができる安全プラットフォームの作業面にあることができる。脱出ルートは、例えば風力タービンの構造によって、部分的に又は完全に保護することができる。１つのそのような例において、脱出ルート又は脱出ルートの少なくとも一部は、荷重保持構造体内又はタワー内に延在する。脱出ルートは、例えば屋根部の形態のシェルター構造によって保護することもできる。脱出ルートは、保護されない、すなわち、覆いがない状態で延在することもできる。脱出ルートは、レール及び／又は人員を固定する締結手段を備えることができる。そのような締結手段の一例は、レールに沿って動くことができるように、人とレールとの間に取り付けられる安全索である。
【００１４】
本件では、「脱出開口部」という用語は、人がナセルを出ることが可能なサイズ及び形状を有する任意の開口部として解釈すべきである。この開口部は、取外し可能な閉鎖体によって覆うことができる。脱出開口部は、閉鎖体の自動的な開放のために電動手段を備えることができる。風力タービンは、例えば、煙、高温、大きな騒音に応じてセンサー信号を提供し、その信号に基づいて閉鎖体を開放するように構成されたセンサーを備えることができる。
【００１５】
本件では、「通路構造体」という用語は、側壁に設けられた従来の梯子、縄梯子、階段構造体、又は、ナセルの外面に沿って安全に伝い移動若しくは階段移動することが可能な任意の同様の種類の構造体を意味するように解釈すべきである。この構造体は、例えば、シュート、滑り路、又は滑り棒等とすることができる。風力タービンからの脱出に好適な、例えば、救出プラットフォーム、梯子、落下保護層等の形態の常置された通常アクセス路を支持する外部構造体を、ナセルの外側に画定することができる。
【００１６】
１つの実施形態において、脱出開口部は、底部、すなわち、ナセルの床部にあり、通路構造体は、ナセルの下方にある救出プラットフォームによって構成され、ナセルから底部における開口部を介して脱出ルートの出発点にアクセスすることを可能にする開口部に位置する。
【００１７】
本件では、「マルチローター風力タービン」という用語は、１つのタワーに対して又は１つのタワー上に取り付けられた２つ以上のエネルギー発生ユニットを備える風力タービンを意味するように解釈すべきである。
【００１８】
本件では、「エネルギー発生ユニット」という用語は、ナセル、ブレードを備えるローター、及びドライブトレインとして解釈すべきである。ドライブトレインは、必要に応じて、ローターを発電機に接続するシャフトを備えることができ、また必要に応じて、ローターと発電機との間のギアボックスを備えることもできる。ダイレクトドライブ式風力タービンにおいて、ドライブトレインは、発電機のローター部分のみによって構成することができる。ドライブトレインの部品は、通常、ナセルの内部にある。本発明によれば、エネルギー発生ユニットの少なくとも一部は、フレームに取り付けられる。この部分は、例えば、ナセル内のドライブトレインを含む若しくは含まないナセル、ブレードを含む若しくは含まないローター、又はエネルギー発生ユニット全体とすることができる。
【００１９】
本明細書における定義では、ローター平面の前側に面する方向、すなわち風の方向は、下流方向と呼ばれ、その反対の、ナセルからローター平面の後側に向かう方向は、上流方向と呼ばれる。
【００２０】
エネルギー発生ユニットは、ローター平面が風に面するように構成することができ、すなわち、いわゆる上流ユニットとすることができ、又は、ナセルが風に面し、ローターが風に面しないように構成することができ、すなわち、いわゆる下流ユニットとすることができる。
【００２１】
本件では、「タワー」という用語は、少なくとも１つの荷重保持構造体を介してマルチローター風力タービンのエネルギー発生ユニットを保持するように設けられた、実質的に鉛直の構造体を意味するように解釈すべきである。タワーは、タワー頂部とタワー底部との間にタワー内部通路を形成することができ、タワー内部通路は、人員がタワー内部通路を通って脱出することを可能にするサイズを有する。
【００２２】
荷重保持構造体は、タワーによって保持され、荷重保持構造体によって形成される脱出ルートのセクションは、出発点と中間位置との間に延在する。中間位置は、タワー内部通路にある又はタワー内部通路内にあることができ、タワー内部通路は、中間位置から出口までの脱出ルートの第２のセクションを形成することができる。
【００２３】
請求項に記載の少なくとも１つのエネルギー発生ユニットを備える荷重保持構造体に加えて、１つ以上の更なるエネルギー発生ユニットを、タワーに直接取り付けることができる。タワーは、組み立てられるとタワーを形成する複数のタワーセグメントを備えることができる。
【００２４】
単一のタワーが、１つ、２つ、又はそれ以上の荷重保持構造体を保持することができる。各荷重保持構造体は、１つ以上のタワーによって支持することができ、例えば、より多くのタワーが、タワー間に延在する荷重保持構造体によって接続されるように設けることができる。
【００２５】
各荷重保持構造体は、少なくとも２つのエネルギー発生ユニット、例えば、３つ、４つ、５つ、又は６つのエネルギー発生ユニットを保持することができる。このために、荷重保持構造体は、例えば、三角形、四角形、五角形、若しくは六角形の外形を有することができ、又は、異なる方向においてタワーから遠ざかるように延びることができ、また、タワーから離れるように延在する列に取り付けられた複数のエネルギー発生ユニットを備えることができる。
【００２６】
荷重保持構造体は、
タワーの左側において外方に延在する第１の荷重保持機構と、
タワーの右側において外方に延在する第２の荷重保持機構と、
を備えることができる。
【００２７】
各荷重保持機構は、下側接点においてタワーに取り付けられるとともに、下側接点と少なくとも２つのエネルギー発生ユニットのうちの対応する１つとの間に延在する一次構造体を備えることができる。
【００２８】
荷重保持機構は、上側接点においてタワーに取り付けられるとともに、一次構造体の上方で、上側接点と少なくとも２つのエネルギー発生ユニットのうちの対応する１つとの間に延在する少なくとも１つの二次構造体を含み、エネルギー発生ユニットに作用する重力によって、一次構造体の圧縮と、少なくとも１つの二次構造体における引張とをもたらすようになっている、張力機構を更に備えることができる。この実施形態では、脱出ルート、すなわち脱出ルートの第１のセクションが、特に、二次構造体のうちの選択された１つに沿って延在することができる。
【００２９】
二次構造体が張力構造体であることから、例えば火災の際に二次構造体が崩壊するリスクは、圧縮下にある一次構造体の対応する崩壊のリスクよりも低くなる。さらに、二次構造体が一次構造体の上方に延在することから、二次構造体は、事故の際に物品が落下することによる損傷を受ける可能性が低くなる。
【００３０】
二次構造体は、例えば、ケーブル又はロッド等によって構成することができる。
【００３１】
タワーは、例えば、タワーの一部の外面の周りに回転するように配置された管状部材の形態のヨー軸受を含むヨー機構を備えることができる。下側接点及び上側接点は、このヨー軸受上にあることができ、それにより、荷重保持構造体がタワーに対して回転することが可能になる。したがって、脱出ルートは、荷重保持構造体からタワーへの移行部においてヨー軸受に交わることができる。そのために、ヨー軸受は、人員がヨー軸受を横切るための通路を形成することができる。
【００３２】
ヨー軸受が、タワーの周りに回転するように配置された管状部材によって構成される場合、管状部材は、人員が管状部材とタワーの外面との間の中間空間に入ることを可能にするヨー開口部を備えることができ、タワーは、同様に、中間空間からタワー内部通路に入るための開口部を備えることができる。
【００３３】
脱出ルートは、人員をトラックに沿って脱出ルート内の或る地点から別の地点に迅速かつ正確に移動させるように構成されたトロリー構造体を含むことができる。トロリー構造体は、例えば、救助される人員のためのキャビンを形成することができ、又は、トロリーの使用により、救助される人を脱出ルートから吊り下げること、及び脱出ルートを通して押す／引っ張ることができる。
【００３４】
トロリー構造体は、トロリーを保持するために作製された専用のビーム構造体に沿って移動することができる。そのような専用のビーム構造体は、出発点から出口まで延在することができるか、又は出発点と出口との間の地点間に延在することができる。
【００３５】
１つの実施形態において、トロリー構造体は、二次構造体に沿って移動することができるように構成される。
【００３６】
トロリーは、移動を行うための動力手段、例えば、事故の際に外部電源に頼らないバッテリー給電式又はばね動力式の動力手段を備えることができる。
【００３７】
トロリーは、例えば、人とトロリー構造体との間に取り付けることが可能な安全索の形態の締結手段を備えることができる。トロリー構造体の使用により、脱出中の人が、二次構造体がタワーに取り付けられている場所である上側接点へと移動することができる。この地点から、脱出ルートは、安全プラットフォームに向かって上方に延在するか、又は、地面に向かってタワー内部通路に沿って下方に若しくはタワー内部通路内に延在することができる。
【００３８】
張力機構は、
上側接点の前方点においてタワーに取り付けられるとともに、一次構造体の上方で、前方点と少なくとも２つのエネルギー発生ユニットのうちの対応する１つとの間に延在する、前方二次構造体と、
上側接点の後方点においてタワーに取り付けられるとともに、一次構造体の上方で、後方点と少なくとも２つのエネルギー発生ユニットのうちの対応する１つとの間に延在する後方二次構造体と、
を備えることができる。
【００３９】
前方点及び後方点は、タワーの右側又は左側を通る平面の互いに反対側にあり、前方点は、後方点よりもローターに近く、選択された二次構造体は、後方点に延在する。
【００４０】
選択された二次構造体が、後方点に向かって延在する構造体である場合、脱出ルートは、風力タービンの回転ブレードからより大きな距離を置いて延在する。これにより、安全性を更に向上することができる。
【００４１】
風力タービンは、安全プラットフォームを更に備えることができ、安全プラットフォームは、タワー頂部において保持され、脱出ルートは、内部空間から安全プラットフォームに延在する。この実施形態では、安全プラットフォームは、出口を形成することができる。
【００４２】
安全プラットフォームは、脱出中の人員をヘリコプター又ドローンによって救出することができる上向きの作業面を形成する。
【００４３】
安全プラットフォームがエネルギー発生ユニットから離れている場合、ローターと脱出中の人員との間の衝突のリスクが低減される。さらに、火災、爆発、又は他の潜在的に危険性のある風力タービンの不具合のリスクは、エネルギー発生ユニット内又はエネルギー発生ユニット付近でより高くなるが、安全プラットフォームがエネルギー発生ユニットから離れていると、脱出ルートを使用する場合及び安全プラットフォームを用いて風力タービンを出る場合の安全性が向上する。
【００４４】
作業面は、特に、ヘリコプター又はドローンからケーブルによって人を吊り上げることができる、少なくとも１平方メートル〜２平方メートルの大きさの面積を有するホイストプラットフォームとして形成することができる。そのような安全プラットフォームは、囲い柵を有することができる。
【００４５】
代替的に、作業面は、少なくとも１０平方メートルの面積を有し、上向きの柵を有するのではなく、作業面を囲む外向き又は僅かに下向きの安全ネットを有する着地プラットフォームとして形成することができる。
【００４６】
安全プラットフォームは、少なくとも下降形態及び上昇形態を有する形態変化可能な柵を備えることもできる。上昇形態では、柵は作業面よりも上に突出し、下降形態では、柵は作業面にあるか又は作業面よりも下にある。そのようにして、安全プラットフォームは、人を吊り上げるのに好適な形態と、着地プラットフォームとして好適な形態との間で変化することができる。
【００４７】
一次構造体は、エネルギー発生ユニットとタワーとの間に延在する一次構造体内部通路を形成するとともに、例えば、タワー内部通路内に通じる管状部材によって構成することができる。この実施形態では、脱出ルート、すなわち、脱出ルートの第１のセクションは、特に、一次構造体内部通路を通って延在することができる。
【００４８】
一次構造体内部通路は、人員が通路を通って移動するための手段、例えば、シュート、コンベヤ、若しくはトロリー、又は他の輸送手段を備えることができる。
【００４９】
一次構造体内部通路は、緊急事態における人員保護のための安全器具を含む供給ユニットを更に備えることができる。
【００５０】
一次構造体は、一次構造体内部通路に入ることを可能にする、本明細書において「一次構造体開口部」と呼ばれる開口部を備えることができる。一次構造体開口部は、エネルギー発生ユニットに又はエネルギー発生ユニット付近に設けることができる。１つの実施形態において、この開口部は、エネルギー発生ユニット内にあり、別の実施形態において、開口部は、エネルギー発生ユニットの隣にある。後者の場合、脱出ルートは、ナセルの内部から、例えば屋根部における脱出開口部を通り、通路構造体に沿って一次構造体に至り、開口部を通って一次構造体内部通路に入り、一次構造体内部通路を通ってタワー内部通路に入り、タワー内部通路を介して地面に下りるか又は安全プラットフォームに上るように延在することができる。
【００５１】
一次構造体は、一次構造体開口部の周りに本質的に平坦な救出プラットフォームを形成し、通路構造体は、脱出開口部から救出プラットフォームまで延在することができる。
【００５２】
１つの実施形態において、風力タービンは、一次構造体内部通路内に配置され、一次構造体内部通路を前方部分と後方部分とに分離する防火隔壁を備え、前方部分は、エネルギー発生ユニットの下方に延在し、後方部分は、防火隔壁からタワーまで、必要に応じてタワー内部通路内まで延在する。一次構造体開口部は、脱出ルートが一次構造体内部通路の後方部分を通って延在するように、後方部分内まで延在することができる。これにより、例えば、エネルギー発生ユニット内又はエネルギー発生ユニット付近の火災によって生じる前方部分における火災から、脱出ルートが保護される。防火隔壁は、ナセルから一次構造体内部通路の後方部分内へと広がる、例えば、通路内に燃料油が流れることによって生じる火災も防ぐことができる。
【００５３】
防火隔壁は、人及び物質の通過を可能にする開口部を備えることができる。開口部は、常閉型又は常開型とすることができる。常開型の場合、火災警報等の際に開口部を自動的に閉鎖する手段を備えることができる。
【００５４】
１つの実施形態において、風力タービンは、少なくとも２つの脱出ルートを備える。
【００５５】
第１の群の脱出ルートにおいて、出口は、タワー頂部に又はタワー頂部の上方に保持された安全プラットフォームにおける高い高度にある。そのような脱出ルートの例は、以下のとおりである。
ａ）エネルギー発生ユニットのうちの１つ又はエネルギー発生ユニットのそれぞれから、一次構造体内部通路を通り、タワー内部通路を通ってタワー頂部に至り、タワー頂部から安全プラットフォームまで延在する脱出ルート。
ｂ）エネルギー発生ユニットのうちの１つ又はエネルギー発生ユニットのそれぞれから、二次構造体のうちの１つに沿って安全プラットフォームまで延在する脱出ルート。
ｃ）エネルギー発生ユニットのうちの１つ又はエネルギー発生ユニットのそれぞれから、二次構造体のうちの１つに沿ってタワー開口部に至り、タワー内部通路に入り、タワー内部通路を通ってタワー頂部に至り、タワー頂部から安全プラットフォームまで延在する脱出ルート。
【００５６】
第２の群の脱出ルートにおいて、出口は、タワー底部における地面にある。そのような脱出ルートの例は、以下のとおりである。
ｄ）エネルギー発生ユニットのうちの１つ又はエネルギー発生ユニットのそれぞれから、一次構造体内部通路を通り、タワー内部通路を通って地面におけるタワー底部に至る脱出ルート。
ｅ）エネルギー発生ユニットのうちの１つ又はエネルギー発生ユニットのそれぞれから、二次構造体のうちの１つに沿ってタワー開口部に至り、タワー内部通路に入り、タワー内部通路を通ってタワー頂部に至る脱出ルート。
【００５７】
風力タービンは、スイッチギア、電力コンバーター、及び、エネルギー発生ユニットの発電機を電力網に接続するように構成された同様の電気コンポーネントを備えることができる。本明細書において「電気接続機器」という用語は、コンバーター、トランスフォーマー、インバーター、スイッチギア、及び、例えば上述のコンポーネントを冷却する周辺機器を含む。
【００５８】
１つの実施形態において、マルチローター風力タービンは、タワー頂部における安全プラットフォームに又は安全プラットフォームの直下に１組以上の電気接続機器を備える。マルチローター風力タービンは、例えば、各エネルギー発生ユニットに対して１組の電気接続機器を備えることができるか、又は、全てのエネルギー発生ユニットに対して共用の１組の電気接続機器を備えることができる。
【００５９】
電気接続機器は、タワーにおいて安全プラットフォームの下方に配置することができ、又は、電気接続機器は、タワーの外側に、例えばタワーの側部に懸架して、安全プラットフォームの下に配置することができる。
【００６０】
電気接続機器を安全プラットフォームの下に配置することにより、ヘリコプター又はドローンを使用することで、点検及び交換のための簡単なアクセスが円滑に行われ、タワーの頂部に配置することにより、電気接続機器における火災の場合に、安全性が向上し、人員を地面へと救助することが可能になり得る。さらに、電気接続機器をタワー頂部に配置することにより、電気損失を低減し、より効率的なエネルギー生産をもたらすことができる。さらに、タワー頂部において安全プラットフォームの下に配置することにより、タワーにおけるバランスを向上し、荷重保持構造体の複雑性及び寸法を低減することができる。さらに、タワー頂部における火災は、通常、タワーを通って下方にゆっくりと広がるのみであるか、又は全く広がらない。これにより、人員が地面における出口を通って脱出する選択肢が改善される。
【００６１】
マルチローター風力タービンのローターは、特に、一組のローターブレード、特に３つのブレードを備えることができる。風力タービンは、１つのブレードが、エネルギー発生ユニットから安全プラットフォームの下面に向かう、例えば水平方向を指す方向に延在する位置において、ローターの回転をロックするように構成されたローターロック構造を更に備えることができる。
【００６２】
マルチローター風力タービンは、特に、隣り合う２つのエネルギー発生ユニットにおいて、各ユニットの少なくとも１つのブレードが他方のユニットのブレードの方を指すようにして、双方のユニットのローターをロックするように動作するように構成された協調ロック構造を備えることができる。これは、双方のブレードが水平になる位置とすることができる。
【００６３】
ブレードのロックは、例えばヘリコプター又はドローンによる安全プラットフォームからの救助作業中の安全性を向上することができる。
【００６４】
安全プラットフォームは、安全プラットフォームがタワー頂部に対して非対称となるように、水平面においてタワーに対してオフセットすることができる。本明細書において、非対称とは、安全プラットフォームの幾何学的中心が、タワー頂部に対して横断方向の断面の幾何学的中心に対してオフセットされることを意味する。
【００６５】
非対称である結果として、安全プラットフォームの外周縁部の前方点が、ローター平面からローター軸に沿って、ローター平面から後方に離れる方向において、タワー頂部断面の周縁部の対応する前方点の後ろにあることができる。後方に向かう方向における前方点間の距離は、ゼロを超える任意のもの、例えば、プラットフォームの最大寸法の１０パーセント、２０パーセント、３０パーセント、４０パーセント、５０パーセント、６０パーセント、又はそれ以上のパーセントとすることができる。
【００６６】
反対の非対称も適用することができ、すなわち、安全プラットフォームの外周縁部の前方点が、タワー頂部断面の周縁部の対応する前方点の後ろにある代わりに、安全プラットフォームの外周縁部の前方点が、ローター平面に向かう方向においてタワー頂部断面の周縁部の対応する前方点の正面にあることができる。
【００６７】
このオフセットは、特に、上面図においてタワー頂部からタワー底部に向かう方向に見た場合、タワー頂部が安全プラットフォームの外形の外側に少なくとも部分的にあるような範囲とすることができる。このオフセットは、特に、安全プラットフォームの中心がタワー頂部の外形の外側にあるような範囲とすることができる。
【００６８】
このオフセットにより、タワー内部通路への改善されたアクセスが可能になり、したがって、安全性を向上することができる。これは、特に、ローターから離れる方向におけるオフセットとすることができ、それにより、ヘリコプターを用いて安全プラットフォームから人員を救助する場合の安全性を更に向上することができる。
【００６９】
１つの実施形態において、風力タービンは、煙、高温、又は大きな騒音を検出すると事故を識別する信号を提供するように構成された少なくとも１つの警報センサーを備える電子脱出制御システムを備える。
【００７０】
電子脱出制御システムは、プロセッサと、プロセッサによって制御される複数の警報信号とを備えることができる。警報信号は、事故についての可聴表示又は視覚表示のために構成することができ、警報信号は、少なくとも１つのセンサーのうちの１つからの信号に応じて複数の規定の脱出ルートの中から１つを選択するように人員を案内する信号とすることができる。１つの実施形態において、電子脱出制御システムは、異なる規定の脱出ルートにそれぞれ位置する複数の警報センサーを備える。プロセッサは、複数の警報センサーのうちの１つから受信した警報信号に基づいて、他の脱出ルートと比べた脱出ルートのそれぞれのリスク要因を提供し、風力タービンから脱出するのに推奨される脱出ルートのうちの１つを選択するように構成することができる。最後に、プロセッサは、選択された脱出ルートを、警報信号のうちの１つを介して、例えば選択された脱出ルートに沿った光の筋によって、人員に提示するように構成することができる。
【００７１】
第２の態様によれば、本開示は、第１の態様に係るマルチローター風力タービンの発電ユニットから脱出する方法を提供する。本方法によれば、発電ユニットから、脱出開口部を通って延在する脱出ルートを介して、及び通路構造体を介して避難する。第２の態様に係る方法は、本開示の第１の態様に関して言及した特徴のうちの任意のものの使用を含むことができる。
【００７２】
以下、本発明を、添付図面を参照して更に詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一実施形態に係る２つの荷重保持構造体を備えるマルチローター風力タービンの正面図である。
【図２】更なる細部を含む、図１のエネルギー発生ユニットのうちの１つの拡大図である。
【図３】エネルギー発生ユニットのうちの１つの斜視図である。
【図４】脱出中の人が二次構造体に沿ってトロリーを用いるところを示す図である。
【図５】２つの異なる脱出ルートが終端する安全プラットフォームの細部を示す図である。
【図６】異なる脱出ルートを有する風力タービンの外形を概略的に示す図である。
【図７】ナセルにおける開口部と一次構造体における開口部とを接続する救出プラットフォームの形態の通路構造体の特定の一実施形態を示す図である。
【図８】タワー断面と安全プラットフォームとの間の非対称性の詳細を示す図である。
【図９】タワー断面と安全プラットフォームとの間の非対称性の詳細を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７４】
図１は、本発明の一実施形態に係る２つの荷重保持構造体３を保持するタワー２を備えるマルチローター風力タービン１の正面図である。荷重保持構造体３は、タワー２の長さに沿って、上下に並べて配置される。
【００７５】
各荷重保持構造体３は、図１の視角から見られるように、タワー２の両側においてタワー２から離れるように延在する２つの荷重保持機構４を備える。各荷重保持機構４は、エネルギー発生ユニット５を保持し、各エネルギー発生ユニット５は、ナセル６と、３つの風力タービンブレード８を保持するローター７とを備える。
【００７６】
各荷重保持機構４は、管の形態の一次構造体９と、二重ワイヤの形態の２つの二次構造体１０とを備える。図１において、各荷重保持機構４に対して二次構造体１０のうちの一方のみが見えている。
【００７７】
一次構造体９は、タワー２によって規定される実質的に鉛直の長手方向軸に対して鋭角を形成する方向に沿って、タワー２から離れるように延在する。それにより、一次構造体９は、上向きに傾斜した方向に沿ってタワー２から離れるように延在する。
【００７８】
二次構造体１０は、タワー２によって規定される実質的に鉛直の長手方向軸に対して実質的に垂直な方向に沿って、タワー２から離れるように延在する。それにより、二次構造体１０は、略水平方向に沿ってタワー２から離れるように延在する。したがって、所与の荷重保持機構４の一次構造体９が延在する方向と、荷重保持機構４の二次構造体１０が延在する平面との間に或る角度が規定される。
【００７９】
一次構造体９及び二次構造体１０は、ヨー機構１１を介してタワー２に取り付けられており、ローター７を風上に向けるために、荷重保持構造体３全体が、タワー２に対してヨー運動を行うことが可能である。ヨー機構は、タワーに対して回転するように設けられる管状部材１１’の形態で、タワーの一部の外面を取り囲むヨー軸受を含む。ヨー機構１１は、荷重保持構造体がタワーと相互接続する下側接点及び上側接点１１’’を形成する。このようにして、荷重保持構造体は、タワーに対して回転することが可能になる。脱出ルートは、タワーの外面と管状部材１１’との間に形成される空間に交わることができる。そのために、管状部材１１’は、一次構造体９からタワー内への人員の通過を可能にする開口部を形成する。
【００８０】
マルチローター風力タービンは、上向き平面の作業面を形成する安全プラットフォーム１２を更に備える。
【００８１】
所与の荷重保持構造体３の一次構造体９、及び荷重保持構造体３の二次構造体１０は、タワー２の長さに沿った別個の位置においてタワー２に取り付けられる。
【００８２】
エネルギー発生ユニット５に重力が作用すると、一次構造体９と二次構造体１０との相互位置によって、一次構造体９が押され、二次構造体１０が引っ張られることになる。それにより、エネルギー発生ユニット５に作用する重力に起因して、二次構造体１０に予荷重がもたらされる。
【００８３】
マルチローター風力タービン１の動作中、到来する風の方向又はその反対方向において、エネルギー発生ユニット５にスラスト力が作用する。スラスト力が作用すると、荷重保持機構４のそれぞれの二次構造体１０のうちの一方における引張作用（pull）が減少するとともに、他方の二次構造体１０における引張作用が増大する。しかしながら、エネルギー発生ユニット５に作用する重力に起因して二次構造体１０にもたらされる予荷重は、引張作用が減少した二次構造体１０が依然としてきつく張られたままとなることを確実にするほど十分に高い。したがって、荷重保持構造体は、マルチローター風力タービン１の動作中にもたらされるスラスト力に対処することが可能である。
【００８４】
図１に示されている風力タービンは、３つの異なる脱出ルートを形成する。３つの脱出ルートの全ては、ナセル６から、ナセルの屋根部における脱出開口部を通り、側壁に沿った通路構造体に沿って、一次構造体における救出プラットフォーム１３まで延在する。
【００８５】
救出プラットフォーム以降、３つの脱出ルートのうちの第１の脱出ルートは、人員が一次構造体内に延在する一次構造体内部通路に入るために構成された一次構造体開口部を通って延在する。一次構造体内部通路は、タワー内部通路と連通し、タワーを通って安全プラットフォーム１２又はタワー底部２’への脱出を可能にする。
【００８６】
救出プラットフォーム以降、３つの脱出ルートのうちの第２の脱出ルートは、一次構造体を通るが、柵１４によって保護された外側通路に沿って一次構造体の外側に延在する。柵１４は、一次構造体のうちの１つにしか示していないが、全ての一次構造体に実装することができる。外側通路からは、人員は、タワーにおけるハッチを介してタワー内部通路に入り、タワーを通って安全プラットフォーム１２又はタワー底部２’に脱出することができる。
【００８７】
救出プラットフォーム以降、３つの脱出ルートのうちの第３の脱出ルートは、二次構造体１０のうちの１つに沿って延在する。下側エネルギー発生ユニットのうちの１つから脱出する場合、人員は、二次構造体からタワーにおけるハッチを介してタワー内部通路に入り、タワーを通って安全プラットフォーム１２又はタワー底部２’に脱出することができる。上側エネルギー発生ユニットのうちの１つから脱出する場合、人員は、二次構造体から安全プラットフォーム１２上に直接入ることができ、又は必要に応じて、人員は、安全プラットフォーム１２からタワー内部通路を通ってタワー底部２’に引き続き移動することができる。
【００８８】
図２は、第１の荷重保持機構９、１０によって保持されたエネルギー発生ユニット５のうちの１つの拡大図を示している。この図では、点線１５は、エネルギー発生ユニット５と安全プラットフォーム１２との間を直接移動することができるトロリーの使用による、二次構造体のうちの１つに沿った第１の脱出ルートを示している。点線１６は、一次構造体９の外面に沿って、タワーにおけるハッチ開口部に至る第２の脱出ルートを示している。ハッチ開口部は、タワー内部通路に入ることを可能にし、脱出中の人は、タワー内部通路を通って、安全プラットフォーム１２に上るか又はタワー底部２’へと下ることができる。点線１７は、エネルギー発生ユニットにおける一次構造体開口部から一次構造体内部通路を通って、タワーへと下り、タワー内部通路に入る通路を示している。
【００８９】
図３は、ナセル１９の屋根部における脱出開口部１８と、側壁に沿って救出プラットフォーム２１まで延在する通路構造体２０とを含む、エネルギー発生ユニット５のうちの１つの拡大図を示している。ナセルは、側壁における別の脱出開口部１８’を備える。この脱出開口部により、ナセルの側方から出て、通路構造体２０に沿って脱出ルートの出発点へと脱出することが可能になる。
【００９０】
図３は、一次構造体内に延在し、タワー内部通路に接続される一次構造体内部通路に通じる一次構造体開口部２２を更に示している。
【００９１】
各荷重保持機構４は、一次構造体９の互いに反対側において、エネルギー発生ユニット５から、タワー頂部２’’.８におけるそれぞれの取付け点に延在する２つの二次構造体１０’、１０’’を備える。すなわち、風力タービンは、上側接点の前方点においてタワーに取り付けられるとともに、一次構造体９の上方で、前方点と少なくとも２つのエネルギー発生ユニット５のうちの対応する１つとの間に延在する前方二次構造体１０’と、上側接点の後方点においてタワーに取り付けられるとともに、一次構造体９の上方で、後方点と少なくとも２つのエネルギー発生ユニット５のうちの対応する１つとの間に延在する後方二次構造体１０’’とを備える。前方点及び後方点は、タワーの右側又は左側の互いに反対側にあり、前方点は、後方点よりもローターに近い。この実施形態では、脱出ルートに用いられる選択された二次構造体は、後方点まで延在する。これは、図４に示されており、図４では、後方二次構造体１０’’は、救出プラットフォーム２１から脱出中の人２３に取り付けられたトロリーと組み合わせて用いられている。
【００９２】
図５は、２つの異なる脱出ルートの一部の更なる詳細を示している。脱出ルートのうちの１つは、タワー内部通路を通ってタワー頂部開口部２５に至り、アクセスブリッジ２６内まで延在する。タワー頂部開口部２５により、タワーからアクセスブリッジ２６に入ることが可能であり、アクセスブリッジから、脱出中の人が安全プラットフォーム２８の作業面２７に入ることができ、その場所で、ヘリコプターによって脱出を完了することができる。２つのルートのうちのもう１つは、図４に示されているトロリー２４を使用することで、二次構造体１０のうちの１つを介して安全プラットフォーム２８の作業面２７上まで直接延在する。
【００９３】
図６は、ナセルが管状である場合の風力タービンの外形を概略的に示している。矢印２９は、開放したハッチ３０における脱出開口部から脱出ルートの出発点を形成する救出プラットフォーム３１までの通路構造体の場所を示しており、矢印３２、３３、３４、３５は、４つの異なる脱出ルートを示しており、ルート３２、３４は、タワー頂部２’’に出口を有し、ルート３３、３５は、タワー底部２’に出口を有する。
【００９４】
図７は、脱出開口部３６が底部３７、すなわち、ナセル３８の床部にある一実施形態を示している。通路構造体は、ナセルの下方で開口部３６の直下に位置する救出プラットフォーム３９によって構成される。
【００９５】
図示の実施形態では、荷重保持構造体は、圧縮を吸収するように構成された一次構造体４０を備える。実際には、一次構造体は、鋼製等の管状部材とすることができる。
【００９６】
一次構造体は、脱出ルートの出発点を画定する一次構造体開口部４１を備える。一次構造体開口部は、人員が、一次構造体内で出発点からタワーにある中間位置まで延在する一次構造体内部通路に入ることを可能にするようなサイズになっている。タワーにおいて、脱出ルートは、ヨー軸受を通ってタワー内に延在し、タワー内部通路を介してタワーの頂部又は底部に延在する。
【００９７】
防火隔壁４２が、一次構造体内部通路内でナセルと一次構造体開口部４１との間に配置される。隔壁は、一次構造体内部通路を分離し、防火隔壁からタワーまで延在する後方部分を画定する。この部分は、ナセルにおいて生じ得る火災から分離される。
【００９８】
人員は、開口部を通ってナセルを出て、救出プラットフォームにアクセスすることが可能であり、救出プラットフォームから脱出ルートの出発点に到達することが可能である。
【００９９】
風力タービンは、エネルギー発生ユニットが取り付けられた一次構造体の端部から延在する二次構造体を更に備えることができる。二次構造体は、タワーにおける或る地点、例えばタワーの頂部付近まで延在する。
【０１００】
二次構造体は、張力付与のために構成することができ、実際には、ロッド又はケーブル、例えば鋼ワイヤによって構成することができる。
【０１０１】
脱出ルートは、二次構造体のうちの１つ以上に沿って十分に画定された経路を含むことができる。脱出ルートは、例えば、二次構造体の１つ以上に沿って移動することができるトロリー構造体を含むことによって十分に画定することができる。
【０１０２】
図８及び図９は、タワー断面と安全プラットフォームとの間の非対称性の詳細を示している。図８及び図９の双方は、上から見た風力タービンを示しており、図８は、安全プラットフォーム１２の外形がタワー頂部２’’の外形に重なる一実施形態を示している。図９は、安全プラットフォーム１２の外形がタワー頂部２’’の外形に重ならない一実施形態を示している。
【０１０３】
図示の風力タービンは、ローター軸４４の周りのブレードの回転によってローター平面４３を形成するブレードを備え、双方の実施形態において、安全プラットフォーム１２は、ローター平面４３から離れる方向において非対称であり、双方の実施形態において、プラットフォーム１２は、ローター軸４４によって右側及び左側に規定される境界線内に完全に入る。
【０１０４】
安全プラットフォーム１２は、タワー頂部２’’に対して非対称であり、すなわち、安全プラットフォーム１２の幾何学的中心が、タワー頂部の断面の幾何学的中心に対してずらされている。
【０１０５】
図８及び図９に両方において、安全プラットフォーム１２の外周縁部の前方点４５が、矢印４７の方向において、すなわち、ローター平面４３からローター軸４４に沿って、ローター平面４４から後方に離れる方向において、タワー頂部断面の周縁部の対応する前方点４６の後ろにある。矢印４７の方向における前方点４５、４６間の距離は、ゼロを超える任意のもの、例えば、プラットフォームの最大寸法の１０パーセント、２０パーセント、３０パーセント、４０パーセント、５０パーセント、６０パーセント、又はそれ以上のパーセントとすることができる。
【０１０６】
反対の非対称も適用することができ、すなわち、安全プラットフォーム１２の外周縁部の前方点４５が、矢印４７の方向においてタワー頂部断面の周縁部の対応する前方点４６の後ろにある代わりに、安全プラットフォーム１２の外周縁部の前方点４５が、矢印４７の反対方向においてタワー頂部断面の周縁部の対応する前方点４６の正面にある。ここでもまた、矢印４７の反対方向における前方点４５、４６間の距離は、ゼロを超える任意のもの、例えば、プラットフォームの最大寸法の１０パーセント、２０パーセント、３０パーセント、４０パーセント、５０パーセント、６０パーセント、又はそれ以上のパーセントとすることができる。
【図１】
2021527181.tif 000003
【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】
2021527181.tif 000009
【図８】
2021527181.tif 000010
【図９】
2021527181.tif 000011
【国際調査報告】
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