JP2012112248A - ナセルカバーおよびこれを備えた風力発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製作コスト及び製作工程の削減が可能なナセルカバーおよびこれを備えた風力発電装置を提供する。
【解決手段】支柱の上端に配置され、複数の風車回転翼が受けた風力により回転駆動するロータヘッドが取り付けられるナセルのナセルカバー１であって、底面の少なくとも一部には、ロータヘッドの回転軸線に重なるように投影した場合に、所定の角度をもって交差する長軸を有するコルゲーション３７が一体成型されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ナセルカバーおよびこれを備えた風力発電装置に関する。

従来、風力発電装置のロータヘッドが取り付けられるナセルは、そのカバーが繊維強化樹脂（ＦＲＰ）で形成され、複数の分割体に分割されている（例えば、特許文献１）。図７には、ナセルカバーを構成している複数の分割体のうち底部側の底部側分割体が示されており、（Ａ）は、その上面図を示し、（Ｂ）は、その側面図を示し、（Ｃ）は、（Ａ）に示す傾斜部の上面図を示し、（Ｄ）は、（Ｃ）の側面図を示している。図８は、図７に示した足場と固定台とケーブルトレーとを示し、（Ａ）は、その側面図を示し、（Ｂ）は、その斜視図を示している。

底部側分割体１の内側の底面は、その長手方向の一部がナセルカバー（図示せず）を構成している前部側分割体（図示せず）および後部側分割体（図示せず）に向かって、図７（Ｂ）のように傾斜部を有している。この傾斜部のうち、後側傾斜部２には、ナセル内をメンテナンスする作業者用の足場（ステップ）３やロータヘッド（図示せず）に接続されている配線ケーブル（図示せず）を敷設するケーブルトレー４用の固定台５が設置されている。作業者用の足場３やケーブルトレー４用の固定台５は、各々別に底部側分割体１の長手方向に直交するように後側傾斜部２の内側の底面に設置されている。

作業者用の足場３には、底部側分割体１の底面の長手方向に直交する断面形状が、図８に示すように、略三角形状の部材が用いられている。作業者用の足場３と後側傾斜部２の内側の底面との間の空間部には、塩ビフォーム等のコア材が充填されている。このように作業者用の足場３にコア材が充填されることにより、作業者用の足場３は、ナセルカバーの補強と兼用されている。

ケーブルトレー４用の固定台５には、底部側分割体１の底面の長手方向に直交する断面形状が略四角形状の部材が用いられている。固定台５の上方には、底部側分割体１の底面の長手方向にケーブルトレー４が延在して設けられている。

特開２００９−２２７４号公報

しかし、図７および図８や特許文献１に開示されている作業者用の足場３およびケーブルトレー４用の固定台５は、底部側分割体１の内側の底面に一体となるよう、繊維強化樹脂のオーバーレイにより積層（２次積層）加工されて設置されている。そのため、部材数が多く、ナセルカバーの製作コストが高くなる、製作工程が増えてしまうという問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、製作コスト及び製作工程の削減が可能なナセルカバーおよびこれを備えた風力発電装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明のナセルカバーによれば、支柱の上端に配置され、複数の風車回転翼が受けた風力により回転駆動するロータヘッドが取り付けられるナセルのナセルカバーであって、底面の少なくとも一部には、前記ロータヘッドの回転軸線に重なるように投影した場合に、所定の角度をもって交差する長軸を有するコルゲーションが一体成型されていることを特徴とする。

一般に、ナセルカバーを構成する底面には、ロータヘッドに接続されるケーブルを敷設するケーブルトレーを設置するための固定材と、ナセル内をメンテナンス等のために移動する作業者用の足場（ステップ）とが設けられている。ケーブルトレー用の固定材と作業者用の足場とは別途作成されて、それらをオーバーレイ（２次積層）により積層加工してナセルカバーの底面の内側に設置されている。また、作業者用の足場は、ナセルカバーの底面との間にコア材が装填されてナセルカバーの底面の補強と兼用されている。このように製作されるナセルカバーは、部材数が多いことや、オーバーレイ作業を要することから製作コストが高くなっていた。

しかし、本発明では、ナセルカバーの底面の少なくとも一部にロータヘッドの回転軸線に重なるように投影した場合に、所定の角度をもって交差する長軸を有するコルゲーション（波状の凹凸形状）を一体成型することとした。そのため、ナセルカバーの底面に設けたコルゲーションをケーブルトレーの固定座およびナセルのメンテナンス用の作業者の足場に用いることができる。したがって、ナセルカバーの製作コストおよび製作工程を削減することができる。

また、ナセルカバーの底面に一体成型したコルゲーションをケーブルトレーの固定座および作業者用足場に兼用することとしたので、ナセルカバーの重量を軽減することができる。

本発明のナセルカバーによれば、前記所定の角度は、約９０度であることを特徴とする。

ロータヘッドの回転軸線に重なるように投影した場合に、コルゲーションの長軸がロータヘッドの回転軸線と約９０度となるように交わることとした。そのため、ナセルをメンテナンスする作業者の移動を更に容易にするとともに、ナセルカバーの底面の剛性を高めることができる。

本発明のナセルカバーによれば、前記コルゲーションの長軸が前記ロータヘッドの回転軸線を対象に一対の略Ｖ字形状となることを特徴とする。

ロータヘッドの回転軸線に重なるように投影した場合に、ロータヘッドの回転軸線を対象に一対の略Ｖ字形状なるようにコルゲーションの長軸を設けることとした。そのため、ナセル内に設けられる機器にトラブルが生じて機器から油漏れが発生した場合に、底面に投影したロータヘッドの回転軸線上に漏洩油を寄せ集めることができる。したがって、漏洩油をナセルカバーの底面の所定の位置に導くことができ、ナセルカバーの継手部からの油漏れを防止することができる。

本発明のナセルカバーによれば、前記コルゲーションの長軸は、前記ロータヘッドの回転軸線に直交する前記底面の幅方向に延材することを特徴とする。

ロータヘッドの回転軸線に重なるように投影した場合に、ロータヘッドの回転軸線に直交するナセルカバーの底面の幅方向にコルゲーションの長軸を延在させることとした。そのため、ナセルカバーの底面の剛性をさらに高めることができる。したがって、ナセルカバーの底面の強度を一層補強することができる。

本発明のナセルカバーによれば、前記コルゲーションを構成する複数の凹凸のうちの各凸形状の長軸方向に垂直な断面が台形形状であることを特徴とする。

コルゲーションを形成する凸形状の長軸方向に垂直な断面形状を台形形状にすることとした。これにより、コルゲーションを作業者の足場に用いるとともに、コルゲーションの凸形状の上面にケーブルトレーを安定して設置することができる。また、ナセルカバーの底面から盛り上がったコルゲーションの上面にケーブルトレーを設けることができるので、ナセル内に水が侵入した場合であっても、ケーブトレーとナセルカバーの底面との間を水が通過する。したがって、ケーブルの浸水を防止することができる。

本発明のナセルカバーによれば、前記底面の少なくとも一部には、傾斜部を有し、前記コルゲーションは、前記傾斜部に設けられ、前記台形形状の上面と、前記傾斜部の底面と前記上面との間を接続する前記台形形状の一辺との間の角度は、前記傾斜部の傾斜角度と同じであることを特徴とする。

ナセルカバーの底面の傾斜部に設けられるコルゲーションは、その断面形状の台形形状の上面と傾斜部の底面とを接続する台形形状の一辺の角度が傾斜部の傾斜角度と同じであることとした。そのため、台形形状の一辺を水平にすることができる。これにより、作業者が台形形状の一辺に足をかけた際に、足を水平にかけることができる。したがって、作業者のナセル内の移動が容易となる。

本発明の風力発電装置によれば、上記のいずれかに記載のナセルカバーを備えたこと特徴とする。

製作コストおよび製作工程の削減が可能なナセルカバーを用いることとした。そのため、風力発電装置の製作コストを低減することができる。

ナセルカバーの底面の少なくとも一部にロータヘッドの回転軸線に重なるように投影した場合に、所定の角度をもって交差する長軸を有するコルゲーション（波状の凹凸形状）を一体成型することとした。そのため、ナセルカバーの底面に設けたコルゲーションをケーブルトレーの固定座およびナセルのメンテナンス用の作業者の足場に用いることができる。したがって、ナセルカバーの製作コストおよび製作工程を削減することができる。

また、ナセルカバーの底面に一体成型したコルゲーションをケーブルトレーの固定座および作業者用足場に兼用することとしたので、ナセルカバーの重量を軽減することができる。

本発明の第１実施形態に係るナセルカバーの斜視図である。 図１に示したナセルカバーの側面図である。 図１に示したナセルカバーを構成している底部側分割の上面図である。 図３に示した底部側分割体の傾斜部の縦断面図である。 図４に示した傾斜部にケーブルトレーを設置することを示し、（Ａ）は、その側面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るナセルカバーの斜視図である。 従来のナセルカバーの底部側分割体であり、（Ａ）は、その上面図であり、（Ｂ）は、その側面図であり、（Ｃ）は、（Ａ）に示した傾斜部を示す上面図であり、（Ｄ）は、（Ｃ）の側面図である。 図７に示した足場と台座とケーブルトレーとであって、（Ａ）は、その側面図であり、（Ｂ）は、その斜視図である。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係るナセルカバー及びこれを備えた風力発電装置について図１から図５を参照して説明する。
図１は、本実施形態のナセルカバーを底面側からみた斜視図である。図２は、図１に示したナセルカバーの側面図であり、図３は、図１に示した底部側分割体の上面図である。

本実施形態で説明するナセルカバーを備えている風力発電装置は、風力発電を行うものである。風力発電装置には、基礎上に立設された支柱と、支柱の上端に設置されるナセルと、略水平な軸線周りに回転可能にしてナセルに設けられているロータヘッドと、ロータヘッドを覆う頭部カプセルと、ロータヘッドの回転軸線周りに放射状に取り付けられる複数枚の風車回転翼と、ロータヘッドの回転により発電を行う発電設備と、が設けられている。

図１および図２に示すナセルは、支柱（図示せず）の上端に配置されて、複数の風車回転翼（図示せず）が受けた風力により回転駆動するロータヘッド（図示せず）が取り付けられる。ナセルは、その内部にロータヘッドの回転により発電を行う発電設備（図示せず）が収納されるとともに、その外部をナセルカバー１で覆って、発電設備を周囲の環境から保護している。

ナセルカバー１は、その筐体が前部側分割体１１、後部側分割体２１、底部側分割体３１および屋根側分割体４１の４つの分割体によって概略構成されている。
前部側分割体１１は、後述する底部側分割体３１の上に配置され、ロータヘッドを回転可能に支持するものである。前部側分割体１１内には、図示しない増速機が設けられている。前部側分割体１１は、例えばＦＲＰから形成されたものである。

後部側分割体２１は、前部側分割体１１の後端（図１において右側端）の底部側分割体３１の上方に取り付けられ、内部に発電設備（図示せず）が配置されている。後部側分割体２１は、前部側分割体１１と同様に、ＦＲＰから形成されたものである。

屋根側分割体４１は、前部側分割体１１および後部側分割体２１の上方に設けられるものであり、底部側分割体３１と共に前部側分割体１１および後部側分割体２１とを上下方向から支持している。屋根側分割体４１も、前部側分割体１１および後部側分割体２１と同様に、ＦＲＰから形成されたものである。

底部側分割体３１は、分割体のうち底部側に位置している。底部側分割体３１は、前端（図１のおいて左側）が支柱と前部側分割体１１との間に配置されており、後端が後部側分割体２１の下方に配置されて、ナセルやロータヘッド等を垂直軸線回りに旋回させるものである。底部側分割体３１は、その内部にナセルやロータヘッド等を旋回駆動する旋回駆動部（図示せず）が設けられている。底部側分割体３１は、例えばＦＲＰから形成されたものである。

底部側分割体３１は、図３に示すように、その底面３２の長手方向がオイルパンである前部側底面部３３、傾斜部３４および後部側底面部３５の３つの部分から構成されている。
前部側底面部３３は、前部側分割体１１（図１参照）近傍の底面３２であり、支柱と底部側分割体３１との間に配置されてナセル（図１参照）やロータヘッド等を垂直軸線回りに旋回させる円筒体（図示せず）が貫通する孔３６が設けられている。

傾斜部３４は、前部側底面部３３と後部側底面部３５との間を接続している底面３２である。傾斜部３４および後部側底面部３５には、その上方に後部側分割体２１が配置される。傾斜部３４は、前部側底面部３３から後部側底面部３５に向かって上方に傾斜角度θの角度となるように傾斜している。傾斜部３４には、コルゲーション３７が設けられている。

図４には、底部側分割体の傾斜部の縦断面図が示されている。
底部側分割体３１（図３参照）の底面３２の傾斜部（少なくとも一部）３４には、ロータヘッドの回転軸線に重なるように投影した場合に、所定の角度をもって交差する長軸を有するコルゲーション３７が一体成型されている。

傾斜部３４に設けられているコルゲーション３７は、波状の複数の凹凸形状である。コルゲーション３７の各凹凸の長軸は、ロータヘッドの回転軸線に重なるように投影した場合に、ロータヘッドの回転軸線と約９０度（所定の角度）の角度をなすように交差している。

コルゲーション３７の長軸は、ロータヘッドの回転軸線に直交する底部側分割体３１の底面３２の幅方向に延材しており、底面３２の幅と略同等の長さとされている。コルゲーション３７の凹凸形状は、ナセル（図１参照）内をメンテナンスする作業者（図示せず）の歩幅と略同等となるピッチで傾斜部３４に設けられている。

コルゲーション３７を構成している複数の凹凸のうちの、図４に示すように、各凸形状３８の長軸方向に垂直な断面は、台形形状となっている。各凸形状３８は、台形形状である断面が底部側分割体３１の傾斜部３４の内側の底面３２に対して平行な上面３８ａと、傾斜部３４の底面３２から上面３８ａに向かって傾斜して立ち上がっている傾斜辺３８ｂとによって形成されている。

コルゲーション３７は、各凸形状３８の台形形状の上面３８ａと、傾斜部３４の底面３２と上面３８ａとを接続している台形形状の傾斜辺（一辺）３８ｂとの間の角度が、傾斜部３４の傾斜角度θと同じになるように形成されている。

このようにコルゲーション３７の凸形状３８の傾斜辺３８ｂの角度を傾斜部３４の傾斜角度θと同じ角度にすることによって、コルゲーション３７の凸形状３８の傾斜辺３８ｂのうち上方の傾斜辺３８ｂが水平になる。そのため、上方の傾斜辺３８ｂに作業者が足（図示せず）を載せた際に、足を水平に傾斜辺３８ｂにかけることが可能となる。

図５には、図４に示した傾斜部にケーブルトレーを設置していることが示されており、（Ａ）は、その側面図を示し、（Ｂ）は、（Ａ）の斜視図である。
傾斜部３４に設けられているコルゲーション３７の各上面３８ａには、ロータヘッドに接続されている配線ケーブル（図示せず）を敷設するためのケーブルトレー３９が搭載されている。ケーブルトレー３９は、底部側分割体３１（図３参照）の長手方向に延在するように設けられており、コルゲーション３７の各上面３８ａにポップリベット等によって固定されている。

傾斜部３４には、図３に示すように、その一部にハッチ４０が設けられている。ハッチ４０は、メンテナンスをする作業者がナセル内を出入りするために設けられている。ハッチ４０周りは、傾斜部３４の内側の底面３２から盛り上がって成形されている。このように傾斜部３４の内側の底面３２から盛り上がって成形することによって、ハッチ４０内部への水の浸入防止とハッチ４０周りの底部側分割体３１の底面３２の強度を向上させることができる。

以上述べたように、本実施形態に係るナセルカバー１およびこれを備えている風力発電装置によれば、以下の効果を奏する。
ナセルカバー１を構成している底部側分割体３１の底面３２の傾斜部（少なくとも一部）３４にロータヘッド（図示せず）の回転軸線に重なるように投影した場合に、約９０度（所定の角度）をもって交差する長軸を有しているコルゲーション３７を一体成型することとした。そのため、ナセルカバー１の底部側分割体３１の底面３２に設けたコルゲーション３７をケーブルトレー３９の固定座およびナセルのメンテナンス用の作業者の足場に用いることができる。したがって、ナセルカバー１の製作コスト及び製作工程を削減することができる。

また、ナセルカバー１の底部側分割体３１の底面３２に一体成型したコルゲーション３７をケーブルトレー３９の固定座および作業者用足場に兼用することとしたので、ナセルカバー１の重量を軽減することができる。

ロータヘッドの回転軸線に重なるように投影した場合に、コルゲーション３７の長軸がロータヘッドの回転軸線と約９０度をなして交わることとした。そのため、ナセルをメンテナンスする作業者の移動を更に容易にするとともに、ナセルカバー１の底部側分割体３１の底面３２の剛性を高めることができる。

ロータヘッドの回転軸線に重なるように投影した場合に、ロータヘッドの回転軸線に直交するナセルカバー１の底部側分割体３１の底面３２の幅方向にコルゲーション３７の長軸を延在させることとした。そのため、ナセルカバー１の底面３２の剛性をさらに高めることができる。したがって、ナセルカバー１の底面３２の強度を一層補強することができる。

コルゲーション３７を形成している凸形状３８の長軸方向に垂直な断面形状を台形形状とすることとした。これにより、コルゲーション３７を作業者の足場に用いるとともに、コルゲーション３７の凸形状３８の上面３８ａにケーブルトレー３９を安定して設置することができる。

また、ナセルカバー１の底部側分割体３１の底面３２から盛り上がったコルゲーション３７の上面３８ａにケーブルトレー３９を設けることができるので、ナセル内に水が侵入した場合であっても、ナセルカバー１の底部側分割体３１の底面３２の内側と、ケーブトレー３９との間を水が通過する。したがって、配線ケーブル（図示せず）の浸水を防止することができる。

ナセルカバー１の底部側分割体３１の底面３２の傾斜部３４に設けられているコルゲーション３７は、その断面形状の台形形状の上面３８ａと、傾斜部３４の底面３２とを接続している台形形状の傾斜辺（一辺）３８ｂとの角度が、傾斜部３４の傾斜角度θと同じであることとした。そのため、傾斜辺３８ｂの一部を水平にすることができる。これにより、作業者（図示せず）が傾斜辺３８ｂに足（図示せず）をかけた際に、足を水平にかけることができる。したがって、作業者のナセル内の移動が容易となる。

製作コストの削減が可能なナセルカバー１を用いることとした。そのため、風力発電装置の製作コストを低減することができる。

なお、本実施形態では、コルゲーション３７を傾斜部３４に一体成型するとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、前部側底面部３３や後部側底面部３５の底面、または、底部側分割体３１の底面３２全体に設けても良い。

〔第２実施形態〕
本実施形態は、第１実施形態と基本的に同様であるが、第１実施形態とは、ロータヘッドの回転軸線に重なるように投影した場合に、コルゲーションの長軸がロータヘッドの回転軸線を対象に一対の略Ｖ字形状をなすように交差する点で異なっている。よって、本実施形態においては、この異なっている部分を説明し、その他の重複する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。

図６には、本発明の第２実施形態に係るナセルカバーの斜視図が示されている。
ナセルカバー１の底部側分割体３１の底面（図示せず）の傾斜部（少なくとも一部）３４には、ロータヘッド（図示せず）の回転軸線に重なるように投影した場合に、ロータヘッドの回転軸線を対象に一対の略Ｖ字形状を形成する（所定の角度をもって交差する）長軸を有しているコルゲーション（波状の凹凸形状）５０を一体成型することとした。

このようにコルゲーション５０を設けることによって、ナセルカバー１によって外部が覆われている発電設備（図示せず）を構成している機器から油が漏洩した場合に、漏洩油を略Ｖ字形状のコルゲーション５０に沿って、底部側分割体３１の底面の傾斜部３４であって、傾斜部３４に投影したロータヘッドの回転軸線上（傾斜部３４の幅方向の略中央部）に寄せ集めることができる。

コルゲーション５０の長軸に沿って傾斜部３４に投影したロータヘッドの回転軸線上に寄せ集められた漏洩油は、傾斜部３４に投影したロータヘッドの回転軸線上からオイルパンである前部側底面部３３へと導かれる。これによって、前部側分割体（図示せず）や後部側分割体（図示せず）に前部側底面部３３を固定しているボルト継手部（図示せず）から、発電設備を構成している機器からの漏洩油が油漏れすることを防止するとともに、集められた漏洩油を前部側底面部３３の所定の位置に流れ易くすることができる。

以上述べたように、本実施形態に係るナセルカバー１およびこれを備えている風力発電装置によれば、以下の効果を奏する。
ロータヘッド（図示せず）の回転軸線に重なるように投影した場合に、ロータヘッドの回転軸線を対象に一対の略Ｖ字形状なるようにコルゲーション５０の長軸を設けることとした。そのため、ナセル（図示せず）内に設けられる発電設備（図示せず）用の機器にトラブルが生じて機器から油漏れが発生した場合に、ナセルカバー１の底部側分割体３１の底面（図示せず）の傾斜部３４に投影したロータヘッドの回転軸線上に漏洩油を寄せ集めることができる。したがって、漏洩油を傾斜部３４に投影したロータヘッドの回転軸線上からナセルカバー１の前部側底面部３３の所定の位置に容易に導くことができ、ナセルカバー１のボルト継手部（継手部）からの油漏れを防止することができる。

１ ナセルカバー
３２ 底面
３７ コルゲーション

Claims (7)

1. 支柱の上端に配置され、複数の風車回転翼が受けた風力により回転駆動するロータヘッドが取り付けられるナセルのナセルカバーであって、
   底面の少なくとも一部には、前記ロータヘッドの回転軸線に重なるように投影した場合に、所定の角度をもって交差する長軸を有するコルゲーションが一体成型されていることを特徴とするナセルカバー。
2. 前記所定の角度は、約９０度であることを特徴とする請求項１に記載のナセルカバー。
3. 前記コルゲーションの長軸が前記ロータヘッドの回転軸線を対象に一対の略Ｖ字形状となることを特徴とする請求項１に記載のナセルカバー。
4. 前記コルゲーションの長軸は、前記ロータヘッドの回転軸線に直交する前記底面の幅方向に延材することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のナセルカバー。
5. 前記コルゲーションを構成する複数の凹凸のうちの各凸形状の長軸方向に垂直な断面が台形形状であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のナセルカバー。
6. 前記底面の少なくとも一部には、傾斜部を有し、
   前記コルゲーションは、前記傾斜部に設けられ、
   前記台形形状の上面と、前記傾斜部の底面と前記上面との間を接続する前記台形形状の一辺との間の角度は、前記傾斜部の傾斜角度と同じであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のナセルカバー。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載のナセルカバーを備えたこと特徴とする風力発電装置。

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