(57)【要約】長い間、ローターブレードを風力発電設備に取り付けるのには自動車クレーンが使用されてきた。そうしたクレーンはローターブレードを風力発電設備の最下部において起こし、そしてそれを風力発電設備のハブのローターブレード接続部まで案内する。こうしてローターブレードをハブに接続できる。この接続はたいてい螺着によって実施される。ここでネジボルトはローターブレードの接続フランジに埋め込まれ、そしてハブのローターブレード接続部の対応する穿孔内に突出する。このようにしてナットをネジボルトに螺着させることができる。本発明は請求項１によるブレード取付け方法に関する。有利な展開は付随する請求項に記載されている。本発明の方法は、クレーンを使用せずに、風力発電設備(１)のローターブレード(１２)を、風力発電設備(１)のローター(５)のハブ(８)のローターブレード接続部(９)に取り付けるのに、あるいはそれから上記ローターブレードを撤去するのに利用される。上記方法によれば、少なくとも１本のケーブル(１４,１５)が、風力発電設備のハブ領域(８)の一部と、風力発電設備(１)の底部(１３)との間に据え付けられる。そしてローターブレード(１２)は、取付け時にはケーブル(１４,１５)に沿って上方へと、また撤去時にはケーブルに沿って下方へと移動させられる。
2006513356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーンを使用せずに風力発電設備の一部分を、特に風力発電設備(１)のローターブレード(１２)を、前記風力発電設備(１)のローター(５)のハブ(８)上のローターブレード接続部(９)に対して取り付けるかあるいは撤去する方法であって、
前記風力発電設備の前記ハブ領域(８)の一部と前記風力発電設備(１)の前記底部領域(１３)との間に少なくとも１本のケーブル(１４,１５)が張られ、かつ前記ローターブレード(１２)は、前記ケーブル(１４,１５)に沿って、取付け時には上方へ、また撤去時には下方へ移動させられることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記風力発電設備(１)の前記ハブ領域(８)と前記底部領域(１３)との間に、少なくとも２本のケーブル(１４,１５)が実質的に相互に平行な関係で張られると共に、前記ローターブレード(１２)は前記２本のケーブル(１４,１５)間で支持され、そして好ましくは各ケーブルには前記ローターブレード(１２)を上昇(降下)させるための装置(１６,１７)が設けられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ローターブレードを上昇(降下)させるための前記装置は貫通ウインチであって、このウインチは一方では前記ケーブルを取り囲みかつ他方では前記ローターブレードに連結され、前記ウインチは好ましくは前記ローターブレードの接続フランジに連結されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ローターブレード(１２)のチップ(１８)の領域にはガイド手段(１９,２０)が設けられ、このガイド手段(１９,２０)は前記ケーブルに沿って前記ローターブレードを案内し、そうすることで前記ローターブレードと前記ケーブルとの間の接触を抑止し、かつ前記ローターブレードの望ましくないふれを抑止することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記ケーブルに取り付けられた前記ローターブレードを上昇(降下)させる前記装置は別個に制御可能であり、かつまた同調的に制御可能であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
基礎の上で支持されたパイロンと、発電機を収容する装置ハウジングと、前記発電機に接続可能なローターとを具備してなる風力発電設備であって、
前記ローターは、少なくとも一つのローターブレードと、このローターブレードのために設けられたローターブレード接続部とを実質的に有し、
少なくとも１本のケーブル(１４,１５)が、ローターブレードの取付けまたは撤去のために、風力発電設備の前記装置ハウジングのハブ領域(８)と風力発電設備の底部領域との間に張られることを特徴とする風力発電設備。
【請求項７】
前記ケーブルは前記パイロンに対して実質的に平行に延びることを特徴とする請求項６に記載の風力発電設備。
【請求項８】
２本のケーブルが、風力発電設備の前記ハブ領域と前記底部領域との間に相互に平行な関係で張られることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の風力発電設備。
【請求項９】
各ケーブルは、ウインチに連結された前記ローターブレードの上昇(降下)を可能にするウインチ装置を備えることを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載の風力発電設備。
【請求項１０】
前記ケーブルには、前記接続フランジから離れた前記ローターブレードの領域にガイド装置が設けられており、このガイド装置は前記ケーブル間で前記ローターブレードをガイドすると共に、前記ガイド装置は前記ケーブルと前記ローターブレードとの間の接触および前記ローターブレードのふれを抑止することを特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記載の風力発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
風力発電設備へのローターブレードの取付けに自動車クレーンを使用することが既に長い間知られている。そうしたクレーンは風力発電設備の基部においてローターブレードを起立させ、このローターブレードをハブに連結できるよう風力発電設備のハブのローターブレード接続部までそれを運ぶ。この接続は通常ネジ手段によってなされる。この場合、ネジボルトがローターブレードの接続フランジ内に嵌め込まれ、それはハブのローターブレード接続部の対応する孔内に突出する。これによってナットをネジボルトに螺着させることができ、そしてこうしてローターブレードはハブに固定される。
【背景技術】
【０００２】
従来技術の刊行状況としては、特にHau, Erich著の書籍「Windkraftanlagen」(１９９６年)に注意が向けられる。自動車クレーンの代わりに、風力発電設備の装置ハウジングに設けられる固定クレーンを使用することも知られている。この固定クレーンはケーブルウインチおよびウインチ駆動部を備え、これによってローターブレードは風力発電設備の基部においてローターブレード接続部へと上方に引き上げられ、そして続いてそこに接続することができる。
【０００３】
自動車クレーンの欠点は次の通りである。すなわち、そうしたクレーンを用いてローターブレードを風力発電設備のハブに取り付けるとき、自動車クレーンは常に現場に存在していなければならない。装置ハウジングのほとんど全ての他の部品はまたこの自動車クレーンを用いて取り付けられるので、ローターブレードは、自動車クレーンを可能な限り最適に使用できるようにするため、これらの部品と共に、構築現場に同時に存在しなければならない。この結果、風力発電設備の装置ハウジングの全ての必須部品は、全てのローター部品と共に、クレーンの一度の使用によって取り付けることができる。だが、ローターブレードを正確な時刻に構築現場まで配送することができない場合、クレーンはローターブレードの到着を待たねばならないか、あるいはその代わりにクレーンは、ローターブレードが配送された際にブレード取付け作業を実施できるよう再び現場まで持って行かねばならない。
【０００４】
固定クレーンの欠点は次のようなものである。通常、固定クレーンはまた、自動車クレーンによって風力発電設備の装置ハウジング上に設置することのみ可能である。そしてさらに、そうした固定クレーンが装置ハウジング上に残っている場合、それは極めて稀に使用されるに過ぎず、そうした固定クレーン設備に関係するコストは、その利益に無理なく結び付けられることは、ほとんどない。
【非特許文献１】Hau, Erich著、「Windkraftanlagen」、１９９６年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上記欠点を回避することであり、特にブレード取付け作業に関する費用のかからない代替法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１の特徴を有するブレード取付け方法によって達成される。有利な展開は付随する請求項群に開示されている。
【０００７】
本発明による方法を用いれば、ブレード取付け作業に関してクレーンの使用を廃することができる。少なくともローターブレードは、風力発電設備のハブのローターブレード接続部へと自動車クレーンによっては運ばれない。それどころか本発明は、風力発電設備の装置ハウジングのハブ領域と風力発電設備のパイロンの基部における底部領域との間に、風力発電設備のパイロンと平行な関係で、少なくとも１本のケーブルを、そして好ましくは２本のケーブルを張ることを提案する。ここで、これらケーブルが貫通ウインチを支えると共に、この貫通ウインチがローターブレードのハブ接続端部に連結される場合、この貫通ウインチは、緊張したケーブルに取り付けられたローターブレードを風力発電設備のハブまで上昇させることができる。個々のハブが関連する接続部と共に６時のポジションへ動かされるとき、そのハブ接続部を備えたローターブレードをハブのローターブレード接続部へと直接移動させることができ、ネジボルトを、このネジボルトのためにハブに設けられた孔内に直接導くことができ、そしてその後、ローターブレードをハブに直接接続することができる。全てのローターブレード取付け処置の後、ケーブルを取り外すことができ、そしてさらなる現場で再使用できる。
【０００８】
本発明による方法の利点は次の通りである。一方では、ブレードを取り付けるための自動車クレーンの使用を完全に廃することが可能であるが、他方では、ローターブレードをハブに取り付ける(取り外す)ために固定クレーンを必要としない。さらに、本発明の方法に従ったブレード取付けに必要な道具は、他の風力発電設備に関して使用することもできる。これは固定クレーン設備を伴う場合には通常不可能である。
【０００９】
さらに、本発明による方法を実施するために本発明に関して必要な道具は、非常に単純な種類のものであるが、取付けは十分に安全かつ確実である。
【００１０】
２本のケーブルが風力発電設備のハブ領域から底部領域まで堅固に張られ、そして各ケーブルが貫通ウインチを支持する場合、ウインチの駆動は同調的にも個別に(非同調的に)も実施できる。これは、できる限り最適な方法により、正確な取付け関係でハブのブレード接続部までローターブレードを移動させるためである。ローターブレード接続部の対応する孔との、ローターブレードのネジボルトの相互に重なる位置決めをもたらすために、運転に関するその後のピッチモードと同様、ローターブレード接続部自体を回転させることも可能である。これによって、適切なネジボルトがそのための孔内に存在し、かつハブに対して堅固に接続される。
【００１１】
風力発電設備が三つのローターブレードを持つ場合、さらなるローターブレードに関するブレード取付け処置を準備するために、ハブの回転時に、上記ケーブルが常に緊張状態のままとなり、しかも新たにセットアップする必要がないように、ケーブルの１本が風力発電設備の(回転可能な)シャフトまたはシャフトトラニオンによって支持されるならば有利である。
【００１２】
ハブの前部(いわゆるスピナー)に保持されたケーブルのみが、１２０°(三つのローターブレードを有するローターの場合)にわたるハブの回転時、ブレード取付け作業に関してケーブルはブレードが取り付けられるハブのローターブレード接続部と平行に配置され、かつ垂直向きにされるように移されなければならない。だが、そうした改変は比較的簡単であり、しかも非常に多くの時間およびコストを伴わずに実施できる。
【００１３】
図示された一実施形態を用いて、以下、実例として本発明を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は風力発電設備１の側面図であり、この風力発電設備１は、パイロン２、およびこのパイロンに配置され、かつ発電機４と、ハブ８を備えたローター５とを収容する装置ハウジング３を具備してなる。発電機およびローターはシャフトトラニオン６によって保持され、このシャフトトラニオン６は装置ハウジングの装置キャリア７に取り付けられている。ハブ８自体は、複数の孔を備えた環状フランジを有する、回転可能に取り付けられたローターブレード接続部９を持つ。この孔を経て、ローターブレード１２の接続フランジ１１のネジボルト１０を取付け操作で嵌合可能であり、これによってローターブレードは、ネジボルトにナットを嵌め込むことによりハブのローターブレード接続部に螺着させることができる。ローターブレード接続部はさらに普通のピッチ駆動部(図示せず)を備える。これは、この方法にて、所望のピッチ角度までローターブレードの回転可能な部分全体を回転させるためである。
【００１５】
２本のケーブル１４,１５が、実質的に互いに平行であってかつパイロン２に対して平行に、風力発電設備１の装置ハウジング３のハブ領域８から風力発電設備の底部領域１３(基礎)まで張られている。ケーブルのそれぞれは、貫通ウインチ１６,１７を備えており、このウインチ１６,１７は、今度は、ローターブレード１２の接続部１に取り外し可能に接合されている。これはハブ端部である。
【００１６】
ハブ端部から離れた領域、すなわちローターブレード１２の端部領域１８(ローターブレードチップ)において、ケーブルはガイド装置１９および受け装置２０を有する。受け装置２０は、一方では、ローターブレードの上記領域を受け、そして同時に、ローターブレードがケーブルと接触しないように、それがケーブルに沿って引っ張り上げられるときローターブレード１２を案内し、そして他方では、所望の上昇または降下方向からのローターブレードのふれを抑止する。
【００１７】
各貫通ウインチは、それに連結されるローターブレード１２が上方に引っ張られるよう、作動時にケーブルに沿って上方にウインチを移動させる駆動部(図示せず)を具備する。
【００１８】
貫通ウインチ用の駆動部は制御可能なものであるが、それにも関わらず、互いに平行な関係でしかも常に同じ高さで、ウインチがケーブルを上ったりあるいは下りたりするよう、装置はまた貫通ウインチ用の同調駆動部を具備していてもよい。
【００１９】
ウインチの別個(非同調)の操作は次のような利点がある。すなわち、この方法によれば、ローターブレードの接続フランジのネジボルトを、ハブの対応するローターブレード接続部内に挿入するためにもし必要ならば、ローターブレード接続部を所与の角度にわたって傾けることができる。
【００２０】
ケーブルの地面への固定は適当な重りプレート(基礎)によって実現できる。重りプレートには環２１が配置され、この環２１はケーブルを受け、このケーブルは今度はさらなるウインチ２２に堅固につながっている。ケーブルの装置ハウジングへの固定も同様にして実現可能である。だが、シャフトトラニオンによって保持された上記ケーブルを、いわゆるスリング、すなわちシャフトトラニオンの周りに掛けられた織物ベルトによって調節することも可能である。同様に、第２のケーブルを、ローターハブの所望のローターブレード接続部の周りに掛けられたスリングを用いて固定できる。だが、このローターブレード接続部はスピナー、すなわちローターと共に回転するハブカウリングの領域に配置され、そしてそれゆえに一つのローターブレードから他のものへとそれぞれ新たに固定されなければならない、ということに留意されたい。
【００２１】
従来型のスチールケーブル、たとえば１４ｍｍケーブルが上記ケーブルとして使用される場合、何ら問題を伴わずに、このケーブルを用いてローターブレードをすぐに持ち上げることができる。
【００２２】
だが、２本のケーブルの代わりに、１本の単一ケーブルのみを設けることもできる。このケーブルに沿ってローターブレードが持ち上げられ、そしてハブのローターブレード接続部まで到達させられる。これは、特に、所望の基準すなわち目標ポジションでローターブレードを保持する、対応するガイド手段が存在する場合に可能である。
【００２３】
上記ガイド手段は、たとえば、ケーブルにガイドされると共に、ローターブレードが引っ張り上げられる際にそれが実質的に垂直姿勢のままでいることを保証する剛体部材とすることができる。
【００２４】
ブレード取付け作業の後、各ケーブルは容易に取り外すことができ、しかも新たな現場で使用可能である。
【００２５】
本発明による方法はまたブレードを撤去するのにも好適である。これは通常、ブレードを、何らかの理由で、風力発電設備から取り外さねばならず、そして／あるいは続いて修理または他のブレードに交換しなければならない場合に実施される。
【００２６】
本発明による方法はまた、風力発電設備の装置ハウジング内において必要な、風力発電設備の他の部品を、クレーンを使用せずに上昇あるいは降下させるのにも好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】風力発電設備の側面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  風力発電設備
２  パイロン
３  装置ハウジング
４  発電機
５  ローター
６  シャフトトラニオン
７  装置キャリア
８  ハブ
９  ローターブレード接続部
１０  ネジボルト
１１  接続フランジ
１２  ローターブレード
１３  底部領域
１４,１５  ケーブル
１６,１７  貫通ウインチ
１８  ローターブレードの端部領域
１９  ガイド装置
２０  受け装置
２１  環
２２  ウインチ
2006513356.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成17年1月18日(2005.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーンを使用せずに風力発電設備(１)のローターブレード(１２)を、前記風力発電設備(１)のローター(５)のハブ(８)上のローターブレード接続部(９)に対して取り付けるかあるいは撤去する方法であって、
前記風力発電設備の前記ハブ領域(８)の一部と前記風力発電設備(１)の前記底部領域(１３)との間に少なくとも１本のケーブル(１４,１５)が張られ、かつ前記ローターブレード(１２)は、前記ケーブル(１４,１５)に沿って、取付け時には上方へ、また撤去時には下方へ移動させられることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記風力発電設備(１)の前記ハブ領域(８)と前記底部領域(１３)との間に、少なくとも２本のケーブル(１４,１５)が実質的に相互に平行な関係で張られると共に、前記ローターブレード(１２)は前記２本のケーブル(１４,１５)間で支持され、そして好ましくは各ケーブルには前記ローターブレード(１２)を上昇(降下)させるための装置(１６,１７)が設けられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ローターブレードを上昇(降下)させるための前記装置は貫通ウインチであって、このウインチは一方では前記ケーブルを取り囲みかつ他方では前記ローターブレードに連結され、前記ウインチは好ましくは前記ローターブレードの接続フランジに連結されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ローターブレード(１２)のチップ(１８)の領域にはガイド手段(１９,２０)が設けられ、このガイド手段(１９,２０)は前記ケーブルに沿って前記ローターブレードを案内し、そうすることで前記ローターブレードと前記ケーブルとの間の接触を抑止し、かつ前記ローターブレードの望ましくないふれを抑止することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記ケーブルに取り付けられた前記ローターブレードを上昇(降下)させる前記装置は別個に制御可能であり、かつまた同調的に制御可能であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
基礎の上で支持されたパイロンと、発電機を収容する装置ハウジングと、前記発電機に接続可能なローターとを具備してなる風力発電設備であって、
前記ローターは、少なくとも一つのローターブレードと、このローターブレードのために設けられたローターブレード接続部とを実質的に有し、
少なくとも１本のケーブル(１４,１５)が、ローターブレードの取付けまたは撤去のために、風力発電設備の前記装置ハウジングのハブ領域(８)と風力発電設備の底部領域との間に張られることを特徴とする風力発電設備。
【請求項７】
前記ケーブルは前記パイロンに対して実質的に平行に延びることを特徴とする請求項６に記載の風力発電設備。
【請求項８】
２本のケーブルが、風力発電設備の前記ハブ領域と前記底部領域との間に相互に平行な関係で張られることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の風力発電設備。
【請求項９】
各ケーブルは、ウインチに連結された前記ローターブレードの上昇(降下)を可能にするウインチ装置を備えることを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載の風力発電設備。
【請求項１０】
前記ケーブルには、前記接続フランジから離れた前記ローターブレードの領域にガイド装置が設けられており、このガイド装置は前記ケーブル間で前記ローターブレードをガイドすると共に、前記ガイド装置は前記ケーブルと前記ローターブレードとの間の接触および前記ローターブレードのふれを抑止することを特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記載の風力発電設備。
【国際調査報告】
2006513356.tif 000004
2006513356.tif 000005
2006513356.tif 000006
2006513356.tif 000007