JP2000283018A - 水平軸風車及び該水平軸風車の建設方法 - Google Patents

水平軸風車及び該水平軸風車の建設方法

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JP2000283018A JP11087705A JP8770599A JP2000283018A JP 2000283018 A JP2000283018 A JP 2000283018A JP 11087705 A JP11087705 A JP 11087705A JP 8770599 A JP8770599 A JP 8770599A JP 2000283018 A JP2000283018 A JP 2000283018A
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nacelle
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wind turbine
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Shigeo Yoshida
茂雄 吉田
Yuji Kawakita
雄次 川喜田
Yasuhiro Koshioka
康弘 越岡
Toru Nagao
徹 永尾
Noriyuki Takahashi
則之 高橋
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Fuji Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大型のクレーン等を使用することなく、建設
コストの削減が可能な、比較的大型の水平軸風車及び該
風車の建設方法を提供する。 【解決手段】 タワー１１は、基礎１０上に固定された
基礎タワー部材１２と、基礎タワー部材１２の上端にヒ
ンジ１８を介して倒伏位置と起立位置とに揺動自在に下
端タワー部材１３を連結し、下端タワー部材１３の上端
に接続用タワー部材１５を連結する一方、ナセル２１
は、互いに接合可能に分割される前部ナセル部２１Ａと
後部ナセル部２１Ｂとによって形成し、各ナセル部２１
Ａと２１Ｂの接合状態において互いのナセル部２１Ａと
２１Ｂとの協働によって上面及び下面に対向して開口形
成されたタワー挿通孔２２、２３を備え、上記基礎タワ
ー部材１２上に下端タワー部材１３及び接続用タワー部
材１５を起立して形成されたタワー１１の上端にナセル
２１を吊り上げ固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、風車に関し、特に
水平軸風車及び該水平軸風車の建設方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、風力発電等に利用される水平軸
風車は、自然風のエネルギを効率的に採取可能なよう
に、ロータ及び該ロータを支持するナセル等を高いタワ
ーの上端に取り付ける方策が採られている。
【０００３】このような風車は、例えば特開昭５８−１
９２９７７号公報に開示され、かつ図１０に示すよう
に、基礎タワー部材１０１上に上下方向に延在するタワ
ー１０２を立設し、その上端に支持されたナセル１０３
を介してロータ１０４が取り付けられている。
【０００４】このタワー１０２は、その下端を基礎タワ
ー部材１０１にヒンジ１０２ａを介して実線で示す起立
位置と二点鎖線で示す倒伏位置との間で揺動自在に連結
されている。更に、基礎タワー部材１０１にジンポール
１０６の下端が軸支され、このジンポール１０６の上端
とタワー１０２の上部との間に抗張ワイヤ１０７が連結
され、かつジンポール１０６の上端は牽引ワイヤ１０８
を介してウィンチ１０９に連結されている。
【０００５】従って、ウィンチ１０９によって上記牽引
ワイヤ１０８を巻き上げることによってジンポール１０
６及び抗張ワイヤ１０７を介してタワー１０２を二点鎖
線で示す倒伏位置から実線で示す起立位置に起立させる
ことができると共に、ウィンチ１０９により牽引ワイヤ
１０８を巻き戻すことによって起立位置から倒伏位置に
横臥せしめることができる。
【０００６】このジンポール１０６や抗張ワイヤ１０７
はメンテナンス作業をするときに取り付けられ、風車を
運転するときは取り外せるように着脱自在になってい
る。また、ジンポール１０６や抗張ワイヤ１０７を取り
外して風車を運転するするときには、タワー１０２の下
端はボルト等によって基礎タワー部材１０１に固定し、
タワー１０２は起立位置に固定維持される。
【０００７】また、他の風車の建設方法としては、移動
式クレーン等によってタワーを基礎部材上に起立せし
め、かつ移動式クレーン等によってナセル及びロータを
吊り上げてタワーの上端に取り付ける風車の建設方法が
ある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記前者、特開昭６２
−２８２１７８号公報に開示される風車によると、ヒン
ジ１０２ａによってタワー１０２の下端を基礎タワー部
材１０１上に起立位置と倒伏位置との間で揺動自在に連
結することから、ロータ１０４或いはナセル１０３内に
収納される発電機等のナセル内装備品の点検や修理等の
メンテナンス作業を行う際には、タワー１０２を倒伏位
置に横臥することによって地上での作業が可能になり、
メンテナンス作業等を能率的に行うことができる。
【０００９】しかし、ナセル内装備品が収納されて重量
が極めて大きいナセル１０３が上端に取り付けられたタ
ワー１０２を横臥状態の倒伏位置から起立位置に起立せ
しめるには、大きな牽引力が必要になり、ウィンチによ
り起立せしめられる風車は、比較的規模の小さなものに
限定される。
【００１０】一方、後者の移動式クレーン等を使用する
風車の建設方法によると、タワーを起立せしめた後に、
ナセルやロータを取り付けることから大型の移動式クレ
ーン等を使用するとによって比較的大型の風車を建設す
ることが可能になる。
【００１１】しかし、タワーは長大でかつ、大型の移動
式クレーンを使用することなら、建設機材調達コストの
増大を招き、特に、豊富で安定した風力資源が確保し得
る島嶼、山岳地、遠隔地等の地域での建設作業には、建
設機材調達コストの高騰が懸念され、かつ建設のための
作業スペースの確保が困難であり、更に悪天候等の影響
も大きく更なる建設コストの増大が懸念される。また、
ロータやナセル内に配設される発電機等のナセル内装備
品等のメンテナンスにも大型のクレーン等を要すること
からメンテナンスコストの増大が懸念される。
【００１２】この結果、これらの島嶼、山岳部、遠隔地
等の地域においては、風車による電力供給が切望されて
いるにも拘わらず風車の建設を断念せざるを得ない場合
が多々あり、また同様に、大型のクレーン等の建築機材
調達が困難な発展途上国等においても同様である。
【００１３】従って、かかる点に鑑みなされた本発明の
目的は、大型のクレーン等を使用することなく、建設コ
ストの削減が可能な、比較的大型の水平軸風車及び該水
平軸風車の建設方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項１に記載の水平軸風車の発明は、基礎上に立設された
タワーの上部にナセルが取り付けられ、該ナセルにロー
タが支持された水平軸風車において、上記タワーは、基
礎上に固定された基礎タワー部材と、該基礎タワー部材
の上端に下端がヒンジを介して連結され、横臥した倒伏
位置と起立せしめられた起立位置とに揺動自在な下端タ
ワー部材と、該下端タワー部材の上端に連結された接続
用タワー部材とを備え、上記ナセルは、互いに接合可能
に分割される複数のナセル部によって形成され、各ナセ
ル部の接合状態において互いのナセル部の協働によって
上面及び下面に対向して開口形成されたタワー挿通孔を
備え、上記基礎タワー部材上に下端タワー部材及び接続
用タワー部材を起立して形成されたタワーの上端にロー
タが支持された上記ナセルを取り付けたことを特徴とす
る。
【００１５】請求項１の発明によると、タワーが予め輸
送に支障のない適宜大きさの基礎タワー部材、下端タワ
ー部材及び接続用タワー部材等に分割され、かつ比較的
大重量なナセルが複数のナセル部に分割形成されること
から、風車の構成部材の搬送性に優れ、島嶼、山岳地、
遠隔地等の建設場所であっても容易に搬送することが可
能になり、かつ建設にあたっても、大重量なナセル等と
分離して基礎タワー部材上に下端タワー部材及び接続タ
ワー部材を起立せしめてタワーを形成し、しかる後ナセ
ルのタワー挿通孔にタワーを貫通せしめ、タワーに沿っ
てナセルを吊り上げてタワーの上端に取り付けることか
ら、比較的出力の小さいウィンチ等によってタワーの起
立及びナセルの吊り上げが可能であり、大型のクレーン
等の建設機材を用いることなく風車の建設が可能にな
り、建設機材調達コストの削減がもたらされると共に、
比較的大型の風車であっても容易に建設することが可能
になる。
【００１６】請求項２に記載の発明は、請求項１の水平
軸風車において、上記ナセルは、該ナセル内の上記両タ
ワー挿通孔を回避した領域に複数のナセル内装備品の内
少なくとも一部が配設されたことを特徴とする。
【００１７】請求項２の発明によると、タワー挿通孔を
回避した領域に予めナセル内装備品の一部を取り付けた
状態での吊り上げが可能になり、吊り上げ固定後に他の
備品のみを取り付けることから建設作業の効率化が得ら
れる。
【００１８】上記目的を達成する請求項３に記載の水平
軸風車の建設方法は、基礎上に立設されたタワーの上部
にナセルが取り付けられ、該ナセルにロータが支持され
る水平軸風車の建設方法において、上記タワーは、基礎
タワー部材と、下端タワー部材と、接続用タワー部材と
を備え、上記ナセルは、互いに接合可能に分割される複
数のナセル部によって形成され、各ナセル部の接合状態
において互いのナセル部の協働によって上面及び下面に
対向して開口形成されたタワー挿通孔を備え、建設場所
に形成された基礎上に上記基礎タワー部材を立設し、該
基礎タワー部材の上端に上記下端タワー部材の下端を揺
動自在にヒンジを介在して連結すると共に、横臥した倒
伏位置の上記下端タワー部材の上端に接続用タワー部材
を連結するタワー連結工程と、該タワー連結工程で連結
された倒伏位置の上記下端タワー部材及び接続用タワー
部材を上記ヒンジを中心に揺動して起立位置に起立せし
めるタワー起立工程と、該タワー起立工程で形成された
上記タワーを上記タワー挿通孔内に貫通せしめるように
各ナセル部を接合してナセルを形成するナセル結合工程
と、該ナセル結合工程で形成されたナセルを上記タワー
に沿ってタワー上端に吊り上げるナセル吊り上げ工程
と、該ナセル吊り上げ工程でタワー上端に吊り上げられ
たナセルをタワー上端に固定するナセル固定工程とを備
えたことを特徴とする。
【００１９】請求項３の発明によると、タワーを予め輸
送に支障のない適宜大きさの基礎タワー部材、下端タワ
ー部材及び接続用タワー部材に分割し、かつ比較的大重
量なナセルが複数のナセル部に分割可能に形成されるこ
とから、風車の構成部材の搬送性に優れ、島嶼、山岳
地、遠隔地等の建設場所であっても容易に搬送すること
が可能になり、更に建設にあたっても、タワー連結工程
における基礎タワー部材、下端タワー部材、接続等タワ
ー部材の連結作業が低所、換言すると地上で行うことが
可能になり建設作業の安全性が確保され、かつタワー起
立工程による下端タワー部材及び接続タワー部材の起立
と、ナセル吊り上げ工程によるナセルの吊り上げが分離
して行われることから、比較的小出力のウィンチ等の建
設機材によってのタワー起立及びナセル吊り上げ作業が
可能になり、大型のクレーン等の建設機材が不要になり
建設機材調達コストの削減がもたらされると共に、比較
的大型の風車であっても容易に建設することが可能にな
る。
【００２０】上記目的を達成する請求項４に記載の水平
軸風車の建設方法は、基礎上に立設されたタワーの上部
にナセルが取り付けられ、該ナセルにロータが支持され
た水平軸風車の建設方法において、上記タワーは、筒状
の基礎タワー部材と、筒状の下端タワー部材と、筒状の
接続用タワー部材とを備え、上記ナセルは、互いに接合
可能に分割される複数のナセル部によって形成され、各
ナセル部の接合状態において互いのナセル部の協働によ
って上面及び下面に対向して開口形成されたタワー挿通
孔を備え、建設場所に形成された基礎上に上記基礎タワ
ー部材を立設し、該基礎タワー部材の上端に上記下端タ
ワー部材の下端を揺動自在にヒンジを介在して連結する
と共に、横臥した倒伏位置の該下端タワー部材の上端に
接続用タワー部材を連結するタワー連結工程と、上記下
端タワー部材乃至基礎タワー部材にジンポールを支持す
ると共に、接続用タワー部材の上部とジンポールの上部
とを抗張具で連結し、かつジンポールの上部を牽引装置
によって牽引して上記下端タワー部材及び接続用タワー
部材を上記基礎タワー部材上に起立せしめるタワー起立
工程と、該タワー起立工程で形成された上記タワーを上
記タワー挿通孔内に貫通せしめるように上記各ナセル部
を接合してナセルを形成するナセル結合工程と、タワー
上端に滑車を配設し、吊り上げ具の一端をナセルに結合
すると共に他端を上記滑車に巻き掛けてタワー内を垂下
して牽引装置に連結する吊り上げ装置設置工程と、上記
牽引装置によって吊り上げ具を牽引してナセルを上記タ
ワーに沿ってタワー上端に吊り上げるナセル吊り上げ工
程と、該ナセル吊り上げ工程でタワー上端に吊り上げら
れたナセルをタワー上端に固定するナセル固定工程とを
備えたことを特徴とする。
【００２１】請求項４の発明は、請求項３に記載の発明
を更に具体化したものであって、特にタワー起立工程及
び吊り上げ装置設置工程が容易かつ確実に実行すること
が可能になる。
【００２２】請求項５に記載の発明は、請求項３または
４の水平軸風車の建設方法において、上記ナセルは、該
ナセル内の上記両タワー挿通孔を回避した領域に複数の
ナセル内装備品の内少なくとも一部が配設され、上記ナ
セルをタワー上端に固定した後に他のナセル内装備品を
配設することを特徴とする。
【００２３】請求項５の発明によると、タワー挿通孔を
回避した領域に地上等で予めナセル内装備品の一部をナ
セルに取り付けた状態での吊り上げが可能になり、吊り
上げ固定後に他の備品のみを取り付けることから建設作
業の効率化が得られる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明による水平軸風車及
び該水平軸風車の建設方法の実施の形態を図１乃至図９
によって説明する。
【００２５】図１は、本実施の形態による水平軸風車の
概要を示す側面図であり、水平軸風車１は、基礎１０上
に立設されるタワー１１と、タワー１１の上端に取り付
けられるナセル２１及び該ナセル２１に支持されるハブ
３１ａ及び一対のブレード３１ｂを有する１翅或いは２
翅のロータ３１を備えている。なお説明の便宜上ナセル
２１のロータ３１が配設される矢印Ｆ側を前方、他方を
後方と言う。
【００２６】一方、図２はタワー１１の概要を示す要部
分解斜視図であり、図３はロータ３１を含むナセル２１
の概要を示す要部縦断面図、図４は同じくナセル２１の
概要を示す要部水平断面図である。
【００２７】上記タワー１１は、図２に示すように基礎
１０に固設される基礎タワー部材１２、下端タワー部材
１３及び、複数の接続用タワー部材１５を有している。
【００２８】基礎タワー部材１２は、少なくとも作業員
等が入ることが可能な例えば断面が多角形或いは円形の
筒状、本実施の形態では円筒状の筒体１２ａ及び、該筒
体１２ａの上端縁に沿って内方に折曲形成されたリング
状の上部結合フランジ１２ｂを有する金属製であって、
筒体１２ａには後述するワイヤ挿通孔１２ｃ（図２には
図示せず）が穿設されている。
【００２９】また、上記下端タワー部材１３は、上記基
礎タワー部材１２の筒体１２ａと同径の筒体１３ａと、
該筒体１３ａの上端縁及び下端縁に沿って各々内方に折
曲形成されたリング状の上部結合フランジ１３ｂ及び下
部結合フランジ１３ｃを有する金属製であって、筒体１
３ａには出入口（図示せず）が開口すると共に、該出入
口を開閉するドア１３ｄが配設されている。更に筒体１
３ａの内面に沿って筒体１３ａの軸線方向に延在する昇
降手段、例えばラダー１４が設けられている。
【００３０】各接続用タワー部材１５は、上記下端タワ
ー部材１３の筒体１３ａと同径の筒体１５ａと、該筒体
１５ａの上端縁及び下端縁に沿って各々内方に折曲形成
されたリング状の上部結合フランジ１５ｂ及び下部結合
フランジ１５ｃを有する金属製であって、この接続用タ
ワー部材１５にも上記下端タワー部材１３と同様に筒体
１５ａの内面に沿って筒体１５ａの軸線方向に延在する
ラダー１４が設けられている。
【００３１】これら基礎タワー部材１２、下端タワー部
材１３及び各接続用タワー部材１５は、輸送手段等を考
慮し、輸送に支障のない長さ、即ち高さ寸法に適宜設定
される。また、基礎タワー部材１２の上部結合フランジ
１２ｂ、上記下端タワー部材１３の上部結合フランジ１
３ｂ及び下部結合フランジ１３ｃ、各接続用タワー部材
１５の上部結合フランジ１５ｂ及び下部結合フランジ１
５ｃは、各タワー部材１２、１３、１５を連結する連結
手段を形成している。
【００３２】下端タワー部材１３は、下端がヒンジ１８
を介して基礎部材１２の上端に揺動自在に連結されて横
臥状態の倒伏位置と起立位置との間で揺動可能であっ
て、下端タワー部材１３の上部結合フランジ１３ｂと接
続用タワー部材１５の下部結合フランジ１５ｃをボルト
（図示せず）等によって結合して下端タワー部材１３と
１段目の接続用タワー部材１５を連結し、更にこの接続
用タワー部材１５の上部結合フランジ１５ｂに次の接続
用タワー部材１５の下部結合フランジ１５ｃをボルト等
によって結合して１段目の接続用タワー部材１５に２段
目の接続用タワー部材１５を連結する。
【００３３】同様に２段目の接続用タワー部材１５上に
適宜個数、本実施の形態では２個の接続用タワー部材１
５を連結し、４個の接続用タワー部材１５が連結された
下端タワー部材１３をヒンジ１８を介して起立せしめ、
基礎タワー部材１２の上部結合フランジ１２ｂと下端タ
ワー部材１３の下部結合フランジ１３ｃをボルト等によ
って結合してタワー１１が形成される。
【００３４】最上段の接続用タワー部材１５の上部結合
フランジ１５ｂには、図３に断面を示すように、上部結
合フランジ１５ｂに沿って延在する外輪及び内輪を備え
たベアリング１９を介して回動自在にナセル２１が取り
付けられている。
【００３５】ナセル２１を支持するベアリング１９は、
外輪が接続用タワー部材１５の上部結合フランジ１５ｂ
に結合され、該外輪の外周にギヤが形成されると共に、
内輪にボルト等によって外径が接続用タワー部材１５の
外径より大なるリング状のナセル取付板２０が取り付け
られている。
【００３６】一方、ナセル２１は、図３及び図４に示す
ように両端が閉鎖されて水平方向に延在する略円筒状で
あって、略中央部で周方向に沿って分割される前部ナセ
ル部２１Ａと後部ナセル部２１Ｂの各ナセル部によって
形成され、互いに分割された前部ナセル部２１Ａと後部
ナセル部２１Ｂがナセル接合部２１ｃによって互いに接
合されている。
【００３７】ナセル２１の上面及び下面に各々前部ナセ
ル部２１Ａと後部ナセル部２１Ｂとの協働によってナセ
ル接合部２１ｃを中心として上記下端タワー部材１３及
び接続用タワー部材１５が貫通可能なタワー挿通孔２
２、２３が対向して開口し、上面に開口するタワー挿通
孔２２はタワー１１へナセル２１を取り付けた後に蓋２
２ａによって閉蓋される。
【００３８】前部ナセル部２１Ａ及び後部ナセル部２１
Ｂの各下面にはナセル挿通孔２３を避けるように前部支
持部材２４及び後部支持部材２５が取り付けられ、前部
支持部材２４及び後部支持部材２５から下方に延在され
て上記ナセル取付板２０の下面に係止すると共に、該ナ
セル取付板２０にボルト等によって結合される下端が略
Ｌ字状に形成されたナセル取付部材２６が複数延設され
ている。なお、各ナセル取付部材２６は後述する建設作
業において基礎タワー部材１２、下端タワー部材１３、
接続用タワー部材１５等との接触を防止するために互い
に十分離間して配設されている。
【００３９】ナセル２１内に複数のナセル内装備品３０
が収納されている。複数のナセル内装備品３０の一部、
例えば図３及び図４に示すように、前部ナセル部２１Ａ
内の平面視上記タワー挿通孔２２及び２３と重複しない
領域、換言すると後述する建設時において基礎タワー部
材１２、下端タワー部材１３、接続用タワー部材１５等
の貫通に影響を及ぼす領域を回避して、ロータ３１を支
持する回転軸３２を軸支する軸受け３３、回転軸３２の
回転速度を変速するギヤボックス３４及びブレーキ３５
等がが配設され、かつタワー挿通孔２２、２３の領域に
配設されるナセル内装備品３０、例えばアクチュエータ
３６がギヤボックス３３に取り付けられている。
【００４０】一方、後部ナセル２１部Ｂ内の平面視上記
タワー挿通孔２２及び２３と重複しない領域、即ち建設
時において基礎タワー部材１２、下端タワー部材１３、
接続用タワー部材１５等の貫通に影響を及ぼす領域を回
避して 発電機３７、コントローラ３８、油圧源３９等
が配設され、上記ギヤボックス３３と発電機３７との間
にはギヤボックス３４から発電機３７に動力伝達する駆
動軸４０が配設されると共に、上記ナセル取付板２０に
はヨーモータ４１が設けられ、ヨーモータ４１の出力軸
には上記ベアリング１９の外輪外周に形成された上記ギ
ヤに噛み合うドライブギヤが設けられ、ヨーモータ４１
の回転によってベアリング１９を介在して支持されたナ
セル２１が回動してナセル２１に支持されたロータ３１
の向きが調整される。
【００４１】更に、後部ナセル部２１Ｂの上部には風向
風速計４２が設けられ、風向風速計４２によって計測さ
れた風向及び風速等の計測値に基づくコントローラ３８
からの指示によってアクチュエータ３６、ブレーキ３
５、ヨーモータ４１等の各ナセル内装品３０の作動を制
御して効率的な発電が確保される。
【００４２】ナセル２１の下部には建設の際、ナセル２
１を上昇を円滑にするガイド機構４５が設けられてい
る。ガイド機構４５は、図５に概要を示すようにナセル
２１の下部に揺動自在に基端が支持され、先端にガイド
ローラ４５ｂが軸支された複数のアーム４５ａを有し、
アーム４５ａはガイドローラ４５ｂを上記タワー挿通孔
２２及び２３に挿通されたタワー１１の外周面１１ａに
圧接するようスプリング等の付勢手段によって付勢さ
れ、ガイドローラ４５ｂはナセル２１の上昇時にタワー
１１の外周面１１ａ上を転動し、かつナセル２１が下降
した際にはガイドローラ４５ｂの回転が防止される逆転
防止機構（図示せず）が設けられている。即ちガイド機
構４５にはナセル２１の落下を防止する落下防止機能が
設けられている。そして、上記付勢手段はナセル２１を
タワー１１に固定した後、付勢力を除去する。
【００４３】ナセル２１の下部にはナセル１１がタワー
１１に沿って上昇せしめられ、ナセル２１がタワー１１
の上端所定位置に達した際、ナセル２１の落下を防止す
る安全装置４６が設けられている。
【００４４】この安全装置４６は、例えば図６に概要を
示すようにナセル２１に支持された支持部材４７と、支
持部材４７に下端が揺動自在に軸支されて上端に略Ｌ字
状に形成されたフック４８ａが形成されたフック部材４
８及び支持部材４７に穿設された貫通孔４７ａに摺動可
能に嵌合し、一端がフック部材４８の上端近傍に当接可
能な表示棒４９を備え、フック部材４８は支持部材４７
と離反する方向にスプリング等の付勢手段（図示せず）
によって付勢されている。
【００４５】このように構成された安全装置４６は、表
示棒４９の一端がフック部材４８に当接して他端が貫通
孔４７ａ内に嵌合せしめられた状態で、ナセル２１の上
昇と共にタワー１１に沿って上昇し、テーパ状に形成さ
れたフック４８ａの上面がタワー１１の上端に設けられ
れたフック係止部として機能するナセル取付板２０の外
周縁との当接によって二点鎖線で示すようにフック部材
４８の上端が付勢手段に抗して支持部材４７側に押しや
られ、表示棒４９を貫通孔４７ａから他端を突出させ、
更なる上昇によってフック部材４８のフック４８ａが実
線で示すようにナセル取付板２０の上面に係止してナセ
ル２１の落下を防止すると共に、貫通孔４７ａから突出
する表示棒４９によって地上からナセル２１が所定位置
まで上昇したことが確認できる。なお、確認棒４９は地
上からの確認が容易なように視認性に優れた赤や黄色等
で着色することが望ましい。
【００４６】次に、このように構成される水平軸風車１
の建設方法について、図７（ａ）乃至（ｇ）に概要を示
す建設方法説明図に従って説明する。
【００４７】基礎タワー部材１２、下端タワー部材１
３、建設すべき風車１の高さに相応する複数個の接続用
タワー部材１５、ナセル２１、ロータ３１及び各ナセル
内装備品３０等が建設場所に搬入される。
【００４８】タワー連結工程Ｓ１において、図７（ａ）
及び図２に示すように建設場所に形成された基礎１０上
に基礎タワー部材１２を設置固定し、かつヒンジ１８を
介して基礎タワー部材１２の上端縁の一端と、横臥状
態、即ち倒伏位置における下端タワー部材１３の下端縁
の一端を揺動自在に連結する。
【００４９】続いて、下端タワー部材１３の上部結合フ
ランジ１３ｂに、横臥状態の接続用タワー部材１５の下
部結合フランジ１５ｃを重合し、重合された互いの結合
フランジ１３ｂと１５ｃをボルト等によって結合して下
端タワー部材１３と一段目の接続用タワー部材１５を連
結する。
【００５０】更に、この下端タワー部材１３に連結され
た接続用タワー部材１５の上部結合フランジ１５ｂに、
次の接続用タワー部材１５の下部結合フランジ１５ｃを
ボルト等によって結合して１段目の接続用タワー部材１
５と２段目の接続用タワー部材１５を連結する。
【００５１】次に、２段目の接続用タワー部材１５の上
部結合フランジ１３ｂに３段目の接続用タワー部材１５
の下部結合フランジ１５ｃを結合して２段目の接続用タ
ワー部材１５と３段目の接続用タワー部材１５を連結
し、同様に４段目の接続用タワー部材１５を連結する。
これらタワー連結工程Ｓ１の各タワー部材１２、１３、
１５の連結作業は地上において効率的かつ安全に行われ
る。
【００５２】続いて、タワー起立工程Ｓ２において、図
７（ｂ）に示すように下端タワー部材１３の下端或いは
基礎タワー部材１２にジンポール５１の下端を軸支する
と共に、最上段の接続用タワー部材１５の上部とジンポ
ール５１の上端との間を抗張具、例えば抗張ワイヤ５２
で連結し、かつジンポール１５の上端を牽引具、例えば
牽引ワイヤ５３を介して牽引装置、本実施の形態におけ
るウィンチ５４に連結し、このウィンチ５４によって牽
引ワイヤ５３を巻き上げることによって、一体的に連結
されて倒伏位置に横臥した下端タワー部材１３及び複数
の接続用タワー部材１５がヒンジ１８を中心に回動して
図７（ｂ）に二点鎖線で示すように起立位置に起立せし
められる。
【００５３】この起立せしめられた状態で、重合する基
礎タワー部材１２の上部結合フランジ１３ｂと下端タワ
ー部材１３の上部結合フランジ１３ｃをボルト等によっ
て結合して基礎タワー部材１２、下端タワー部材１３及
び複数の接続用タワー部材１５によって中空状のタワー
１１が形成され、しかる後ジンポール５１、抗張ワイヤ
５２、牽引ワイヤ５３等が取り外される。
【００５４】このタワー１１は、基礎タワー部材１２の
上部結合フランジ１２ｂ、下端タワー部材１３の上部結
合フランジ１３ｂ、接続用タワー部材１５の下部結合フ
ランジ１５ｃ及び上部結合フランジ１５ｃ等の各結合フ
ランジが各々内方に折曲形成されることから外周面１１
ａが滑らかに形成される。
【００５５】また、このタワー１１には、最上段となる
接続用タワー部材１５の上部結合フランジ１５ｂに、ベ
アリング１９及びナセル取付板２０をタワー１１の起立
に先行して予め取り付けられ、或いは起立後にベアリン
グ１９及びナセル取付板２０が取り付けられて準備され
る。
【００５６】一方、前部ナセル部２１Ａの上記タワー挿
通孔２２及び２３と重複しない領域に配設されるべきナ
セル内装備品３０、即ち上記回転軸３２、回転軸３２を
軸支する軸受け３３、ギヤボックス３４及びブレーキ３
５等を予め前面ナセル部２１Ａの前部支持部材２４に取
り付け、かつ回転軸３２の先端にロータ３１のハブ３１
ａを装着すると共に、同様に後部ナセル部２１Ｂの後部
支持部材２５に上記タワー挿通孔２２及び２３と重複し
ない領域に配設される内装備品３０、即ち上記発電機３
７、コントローラ３８、油圧源３９等を取り付て準備す
る。
【００５７】そして、次のナセル結合工程Ｓ３におい
て、図７（ｃ）に示すように、タワー１１の下端近傍に
ナセル載置台５５を準備し、上記ナセル内装備品３０が
予め取り付けられた前部ナセル部２１Ａ及び後部ナセル
部２１Ｂを破線で示すようにタワー１１の基礎部材１１
の両側から基礎部材１１を挟むように接近させてタワー
挿通孔２２及び２３に基礎部材１１を貫通せしめると共
に、ナセル結合部２１ｃによって前部ナセル部２１Ａと
後部ナセル部２１Ｂを結合して一体化を図り、ナセル載
置台５５上に載置支持する。
【００５８】この前部ナセル部２１Ａと後部ナセル部２
１Ｂの結合に先だって、或いは結合後にガイド機構４５
及び安全装置４６をナセル２１に取り付ける。
【００５９】続く図７（ｄ）に示す吊り上げ装置設置工
程Ｓ４において、前部ナセル部２１Ａから突出する回転
軸３２に装着されたハブ３１ａに一対、即ち１翅或いは
２翅のブレード３１ｂを取り付けると共に、吊り上げ装
置を設置する。
【００６０】吊り上げ装置は、図５及び図８に示すよう
にタワー１１の上端に取り付けらる複数、本実施の形態
では一対の滑車５８及びタワー１１の下部内、即ち基礎
タワー部材１２内において基礎１０に取付支持される滑
車５９が配設され、タワー１１の近傍にウィンチ５４が
配設されると共に、ナセル２１とウィンチ５４との間に
は、アジャスター装置６５を介して連結される２本の吊
り上げ具となる吊り上げワイヤ６１及び牽引ワイヤ６２
が配設される。
【００６１】各吊り上げワイヤ６１は、各々一端６１ａ
がナセル２１の前方端近傍及び後端近傍に結合され、タ
ワー１１の上端に取り付けられた滑車５８に巻き掛けら
れてタワー１１内において他端６１ｂがアジャスター装
置６５に結合され、アジャスター装置６５には牽引ワイ
ヤ６２の一端６２ａが結合され、牽引ワイヤ６２の他端
は滑車５９に巻き掛けられて基礎タワー部材１１に開口
するワイヤ挿通孔１２ｃからタワー１１外に導かれてウ
ィンチ５４に連結されている。
【００６２】吊り上げワイヤ６１と牽引ワイヤ６２の間
に配設されるアジャスター装置６５は、下端中央部が牽
引ワイヤ６２に結合される基部６６と、基部６６と各吊
り上げワイヤ６１の他端６２ｂとの間に介装される長さ
調整機構、例えばターンバックル６７を備え、各吊り上
げワイヤ６２の長さを補正して吊り上げワイヤ６２によ
って吊り上げられるナセル２１を水平に保持する水平補
正機構として機能する。
【００６３】次のナセル吊り上げ工程Ｓ５において、ウ
ィンチ５４によって牽引ワイヤ６２を巻き取ることによ
って図７（ｅ）に示すようにアジャスター装置６５を介
して吊り上げワイヤ６２によってナセル２１がタワー１
１に沿って吊り上げられる。
【００６４】このウィンチ５４による牽引ワイヤ６２の
巻き上げによるナセル２１の上昇に際して、ナセル２１
は、図５に示すようにナセル２１に設けられたガイド機
構４５のガイドローラ４５ｂがタワー１１の外周面１１
ａ上に当接乃至圧接して転動することによって、揺動が
規制され、かつタワー１１の外周が滑らかに形成される
ことから円滑な上昇がもたらされる。
【００６５】また、仮に吊り上げワイヤ６１或いは牽引
ワイヤ６２が損傷した場合にも、ガイド機構４５の各ガ
イドローラ４５ｂの逆回転が阻止されて各ガイドローラ
４５ｂがタワー１１の外周面１１ａに圧接せしめられて
ナセル２１の落下が未然に防止されて作業の安全性が確
保される。
【００６６】更にナセル２１が吊り上げられてタワー１
１の上端所定位置に達すると、図７（ｆ）に示す安全装
置によるナセル係止工程Ｓ６によってナセル２１が安全
装置４６によってタワー１１の所定位置に係止固定され
る。即ち、図６に示すように安全装置４６の表示棒４９
の一端がフック部材４８に当接して貫通孔４７ａ内に嵌
合せしめられた状態で、ナセル２１の上昇と共にタワー
１１に沿って安全装置４６が上昇し、タワー１１の上端
に設けられれたナセル取付板２０の外周縁に上端が当接
してフック部材４８が破線で示すように支持部材４７側
に押しやられ、表示棒４９を貫通孔４７ａから他端を突
出させ、更なる上昇によってフック部材４８のフック４
８ａがナセル取付板２０の上面に係止してナセル２１の
落下が防止され、かつ貫通孔４７ａから突出する表示棒
４９によって地上からナセル２１が所定位置まで上昇し
て係止されたことが確認される。
【００６７】次の図７（ｇ）に示すナセル固定工程Ｓ７
において、図３に示すようにナセル取付板２０にナセル
取付部材２６がボルト等によって結合されてタワー１１
の上端にナセル２１が取る付け固定され、かつ滑車５
８、５９、吊り上げワイヤ６１、牽引ワイヤ６２、アジ
ャスター装置６５等の各吊り上げ装置がタワー１１及び
ナセル２１から撤去される。
【００６８】しかる後、ヨーモータ４１がナセル取付板
２０に取り付けられ、更にタワー挿通孔２２及び２３の
領域に及ぶアクチュエータ３６、駆動軸４０等を含む他
のナセル内装備品３０等がタワー１１内を通して吊り上
げられ、或いはタワー挿通孔２２、２３を回避してナセ
ル２１内に仮に固定されて吊り上げられて取り付けられ
ると共に、タワー挿通孔２２が蓋２２ａによって閉蓋さ
れる。
【００６９】以上説明した実施の形態によると、タワー
１１が予め輸送に支障のない適宜大きさの基礎タワー部
材１１、下端タワー部材１３及び複数の接続用タワー部
材１５に分割され、かつ比較的大重量なナセル２１を前
部ナセル２１Ａ及び後部ナセル２１Ｂに分割形成されて
風車１の構成部材が搬送性に優れ、島嶼、山岳地、遠隔
地等の建設場所であっても容易に構成部材を搬送するこ
とが可能になり、かつ風車１の建設にあたっても、大重
量なナセル２１等と分離してタワー１１のみを起立せし
め、しかる後ナセル２１を吊り上げてタワー１１の上端
に取り付けることから、比較的低出力のウィンチ５４等
によってタワー１１の起立及びナセル２１の吊り上げが
可能になり、大型のクレーン等の建設機材が不要にな
り、建設機材調達コスト、従って建設コストの大幅な削
減がもたらされる。
【００７０】本発明は上記実施の形態に限定されること
なく、発明に趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であ
る。
【００７１】例えば、上記実施の形態では、ナセル２１
を前部ナセル部２１Ａと後部ナセル部２１Ｂに接合可能
に分割したが、ナセル２１を左右に接合可能な一対のナ
セル部によって形成するなど、他の形状のナセル部に接
合可能に分割形成することも可能であり、また１翅或い
は２翅ロータ３１に限定されることなく、３翅以上のロ
ータを用いることも可能であり、この場合にはナセル結
合工程Ｓ２において使用されるナセル載置台５５の高さ
をより高いものを用いることが好ましい。
【００７２】また、上記実施の形態では、４個の接続用
タワー部材１５を用いたが、輸送手段及びタワー１１の
高さ等に相応して適宜個数及び適宜高さ等に変更するこ
とも可能であり、ナセル１１を吊り上げる吊り上げワイ
ヤ６２は２本に限定されることなくナセル１１の重量及
び重量バランス等を考慮して他の複数本に変更可能であ
る。
【００７３】更に、上記安全装置４６は、図９に図６対
応する図面を示し、同一部分に同一符号を付することで
詳細な説明を省略するが、上端に配設される接続用タワ
ー部材１５の上部結合フランジ１５ｂを外側に突出する
ように折り曲げてフック係止部を形成し、該上部結合フ
ランジ１５ｂによりフック部材４８を揺動せしめ、かつ
上部結合フランジ１５にフック部材４８を係止するよう
に構成することも可能である。
【００７４】
【発明の効果】以上説明した本発明に水平軸風車及び該
風車の建設方法によると、タワーが予め輸送に支障のな
い適宜大きさの基礎タワー部材、下端タワー部材及び接
続用タワー部材に分割され、かつ比較的大重量なナセル
が複数のナセル部に分割形成されることから、風車の構
成部材の搬送性に優れ、かつ建設にあたって、大重量な
ナセル等と分離して基礎タワー部材上に下端タワー部材
及び接続タワー部材のみを起立せしめてタワーを形成
し、しかる後ナセルのタワー挿通孔にタワーを貫通せし
め、タワーに沿ってナセルを吊り上げてタワーの上端に
取り付けることから、比較的出力の小さいウィンチ等の
建築機材によってタワーの起立及びナセルの吊り上げが
可能であり、大型のクレーン等の建設機材が不要にな
り、建設機材調達コストの削減がもたらされると共に、
比較的大型の風車であっても容易に建設することが可能
になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態による水平軸風車及び該風車の建
設方法の概要を説明する風車の側面図である。
【図２】同じく、タワーの概要を示す要部分解斜視図で
ある。
【図３】同じく、ロータを含むナセルの概要を示す要部
縦断面図である。
【図４】同じく、ロータを含むナセルの概要を示す要部
水平断面図である。
【図５】同じく、ガイド機構の概要を示す要部断面図で
ある。
【図６】同じく、安全装置の概要を示す要部断面図であ
る。
【図７】同じく、水平軸風車の建設方法の概要を示す建
設方法説明図である。
【図８】同じく、吊り上げ装置の概要を示す説明図であ
る。
【図９】同じく、他の安全装置の概要を示す腰部断面図
である。
【図１０】従来の風車の概要を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 水平軸風車 １０ 基礎 １１ タワー １２ 基礎タワー部材 １２ａ 筒体 １２ｂ 上部結合フランジ（連結手段） １３ 下端タワー部材 １３ａ 筒体 １３ｂ 上部結合フランジ（連結手段） １５ 接続用タワー部材 １５ａ 筒体 １５ｂ 上部結合フランジ（連結手段） １５ｃ 下部結合フランジ（連結手段） １８ ヒンジ ２０ ナセル取付板 ２１ ナセル ２１Ａ 前部ナセル部（ナセル部） ２１Ｂ 後部ナセル部（ナセル部） ２２ タワー挿通孔 ２３ タワー挿通孔 ３１ ロータ ３０ ナセル内装備品 ３２ 回転軸（ナセル内装備品） ３３ 軸受け（ナセル内装備品） ３４ ギヤボックス（ナセル内装備品） ３５ ブレーキ（ナセル内装備品） ３６ アクチュエータ（ナセル内装備品） ３７ 発電機（ナセル内装備品） ３８ コントローラ（ナセル内装備品） ３９ 油圧源（ナセル内装備品） ４０ 駆動軸（ナセル内装備品） ４１ ヨーモータ（ナセル内装備品） ４５ ガイド機構 ４５ａ アーム ４５ｂ ガイドローラ ４６ 安全装置 ４７ 支持部材 ４８ フック部材 Ｓ１ タワー連結工程 Ｓ２ タワー起立工程 ５１ ジンポール ５２ 抗張ワイヤ（抗張具） ５３ 牽引ワイヤ（牽引具） ５４ ウィンチ（牽引装置） Ｓ３ ナセル結合工程 Ｓ４ 吊り上げ装置設置工程 ５８ 滑車 ５９ 滑車 ６５ アジャスター装置 ６１ 吊り上げワイヤ（吊り上げ具） Ｓ１ タワー連結工程 Ｓ２ タワー起立工程 Ｓ３ ナセル結合工程 Ｓ４ 吊り上げ装置設置工程 Ｓ５ ナセル吊り上げ工程 Ｓ６ ナセル係止工程 Ｓ７ ナセル固定工程
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 越岡 康弘 東京都新宿区西新宿１丁目７番２号 富士 重工業株式会社内 (72)発明者 永尾 徹 東京都新宿区西新宿１丁目７番２号 富士 重工業株式会社内 (72)発明者 高橋 則之 東京都新宿区西新宿１丁目７番２号 富士 重工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3H078 AA02 AA26 BB20 CC47

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基礎上に立設されたタワーの上部にナセ
    ルが取り付けられ、該ナセルにロータが支持された水平
    軸風車において、 上記タワーは、 基礎上に固定された基礎タワー部材と、 該基礎タワー部材の上端に下端がヒンジを介して連結さ
    れ、横臥した倒伏位置と起立せしめられた起立位置とに
    揺動自在な下端タワー部材と、 該下端タワー部材の上端に連結された接続用タワー部材
    とを備え、 上記ナセルは、 互いに接合可能に分割される複数のナセル部によって形
    成され、各ナセル部の接合状態において互いのナセル部
    の協働によって上面及び下面に対向して開口形成された
    タワー挿通孔を備え、 上記基礎タワー部材上に下端タワー部材及び接続用タワ
    ー部材を起立して形成されたタワーの上端にロータが支
    持された上記ナセルを取り付けたことを特徴とする水平
    軸風車。
  2. 【請求項２】 上記ナセルは、 該ナセル内の上記両タワー挿通孔を回避した領域に複数
    のナセル内装備品の内少なくとも一部が配設されたこと
    を特徴とする請求項１に記載の水平軸風車。
  3. 【請求項３】 基礎上に立設されたタワーの上部にナセ
    ルが取り付けられ、該ナセルにロータが支持される水平
    軸風車の建設方法において、 上記タワーは、基礎タワー部材と、下端タワー部材と、
    接続用タワー部材とを備え、 上記ナセルは、 互いに接合可能に分割される複数のナセル部によって形
    成され、各ナセル部の接合状態において互いのナセル部
    の協働によって上面及び下面に対向して開口形成された
    タワー挿通孔を備え、 建設場所に形成された基礎上に上記基礎タワー部材を立
    設し、該基礎タワー部材の上端に上記下端タワー部材の
    下端を揺動自在にヒンジを介在して連結すると共に、横
    臥した倒伏位置の上記下端タワー部材の上端に接続用タ
    ワー部材を連結するタワー連結工程と、 該タワー連結工程で連結された倒伏位置の上記下端タワ
    ー部材及び接続用タワー部材を上記ヒンジを中心に揺動
    して起立位置に起立せしめるタワー起立工程と、 該タワー起立工程で形成された上記タワーを上記タワー
    挿通孔内に貫通せしめるように各ナセル部を接合してナ
    セルを形成するナセル結合工程と、 該ナセル結合工程で形成されたナセルを上記タワーに沿
    ってタワー上端に吊り上げるナセル吊り上げ工程と、 該ナセル吊り上げ工程でタワー上端に吊り上げられたナ
    セルをタワー上端に固定するナセル固定工程とを備えた
    ことを特徴とする水平軸風車の建設方法。
  4. 【請求項４】 基礎上に立設されたタワーの上部にナセ
    ルが取り付けられ、該ナセルにロータが支持された水平
    軸風車の建設方法において、 上記タワーは、筒状の基礎タワー部材と、筒状の下端タ
    ワー部材と、筒状の接続用タワー部材とを備え、 上記ナセルは、 互いに接合可能に分割される複数のナセル部によって形
    成され、各ナセル部の接合状態において互いのナセル部
    の協働によって上面及び下面に対向して開口形成された
    タワー挿通孔を備え、 建設場所に形成された基礎上に上記基礎タワー部材を立
    設し、該基礎タワー部材の上端に上記下端タワー部材の
    下端を揺動自在にヒンジを介在して連結すると共に、横
    臥した倒伏位置の該下端タワー部材の上端に接続用タワ
    ー部材を連結するタワー連結工程と、 上記下端タワー部材乃至基礎タワー部材にジンポールを
    支持すると共に、接続用タワー部材の上部とジンポール
    の上部とを抗張具で連結し、かつジンポールの上部を牽
    引装置によって牽引して上記下端タワー部材及び接続用
    タワー部材を上記基礎タワー部材上に起立せしめるタワ
    ー起立工程と、 該タワー起立工程で形成された上記タワーを上記タワー
    挿通孔内に貫通せしめるように上記各ナセル部を接合し
    てナセルを形成するナセル結合工程と、 タワー上端に滑車を配設し、吊り上げ具の一端をナセル
    に結合すると共に他端を上記滑車に巻き掛けてタワー内
    を垂下して牽引装置に連結する吊り上げ装置設置工程
    と、 上記牽引装置によって吊り上げ具を牽引してナセルを上
    記タワーに沿ってタワー上端に吊り上げるナセル吊り上
    げ工程と、 該ナセル吊り上げ工程でタワー上端に吊り上げられたナ
    セルをタワー上端に固定するナセル固定工程と、 を備えたことを特徴とする水平軸風車の建設方法。
  5. 【請求項５】 上記ナセルは、該ナセル内の上記両タワ
    ー挿通孔を回避した領域に複数のナセル内装備品の内少
    なくとも一部が配設され、上記ナセルをタワー上端に固
    定した後に他のナセル内装備品を配設することを特徴と
    する請求項３または４に記載の水平軸風車の建設方法。
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