JP2012154267A - ブレードベアリングの位相変更方法及び位相変更用治具 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な工程によってブレードベアリング３０のブレード側転動輪３２のブレード１０に対する位相を変更可能なブレードベアリングの位相変更方法等を提供する。
【解決手段】風力発電装置のハブ２０に固定されるハブ側転動輪３１及びブレード１０に固定されるブレード側転動輪３２を有するブレードベアリング３０におけるブレード側転動輪のブレードに対する位相を変更するブレードベアリングの位相変更方法を、ブレードの下垂時にブレードの自重によって伸縮可能なバネ要素を有する第１の治具１１０と、ハブとブレードとを離間可能なジャッキ機構を有する第２の治具１２０とを使用してブレードとブレード側転動輪とを切り離し、ブレード側転動輪をブレードに対して相対回転させる構成とする。
【選択図】図９
【解決手段】風力発電装置のハブ２０に固定されるハブ側転動輪３１及びブレード１０に固定されるブレード側転動輪３２を有するブレードベアリング３０におけるブレード側転動輪のブレードに対する位相を変更するブレードベアリングの位相変更方法を、ブレードの下垂時にブレードの自重によって伸縮可能なバネ要素を有する第１の治具１１０と、ハブとブレードとを離間可能なジャッキ機構を有する第２の治具１２０とを使用してブレードとブレード側転動輪とを切り離し、ブレード側転動輪をブレードに対して相対回転させる構成とする。
【選択図】図９
Description
本発明は、風力発電装置のブレードをハブに対して回転可能に保持するブレードベアリングの転動輪の位相を変更する位相変更方法及び位相変更用治具に関し、特に簡単な工程によって位相変更が可能なものに関する。
風力発電装置は、地表等から上方へ突き出したタワーによって高所に支持されたナセル内に発電機を収容し、この発電機を風車であるロータによって回転駆動して発電を行なうものである。
ロータは、風力を受けて揚力を発生する翼部であって、複数が放射状に配置されたブレードと、ブレードの基部として機能し、発電機の主軸と接続されたハブとを有して構成されている。
ロータは、風力を受けて揚力を発生する翼部であって、複数が放射状に配置されたブレードと、ブレードの基部として機能し、発電機の主軸と接続されたハブとを有して構成されている。
ロータは、風力発電装置の運転状態に応じてブレードのピッチ角を変更可能となっている。
このため、ブレードは、ハブに対してブレードベアリングを介して回転可能に支持されている。
また、ロータには、上述したピッチ制御のため、ハブに対してブレードを回転駆動する駆動機構が設けられている。
このため、ブレードは、ハブに対してブレードベアリングを介して回転可能に支持されている。
また、ロータには、上述したピッチ制御のため、ハブに対してブレードを回転駆動する駆動機構が設けられている。
このようなブレードベアリング及び駆動機構の一例として、ブレードベアリングの一方の転動輪をハブに固定するとともに、他方の転動輪をブレードに固定し、ブレード側の転動輪にピッチ駆動用のリングギヤを形成することが提案されている。
また、風力発電装置のブレードピッチ駆動機構に関する従来技術として、例えば特許文献１には、複数のブレードをそれぞれ回動させる風車ブレードのピッチ角制御装置において、伝達手段を囲むカバーの一方の側に減速機を配置し、他方の側にメインモータ等を配置して、いずれかの部品が故障した際の修理作業性を向上したものが記載されている。
また、特許文献２には、ブレードに設けられたリングギヤを駆動する出力軸歯車のメインテナンス時に、ブレードが回転しないよう保持する保持部材を設けたピッチ駆動装置が記載されている。
また、特許文献３には、ブレードベアリングの軸受リングに形成されるギヤセグメントを安価に製作するために、軸受リングの周上における一部の領域にのみギヤセグメントを形成することが記載されている。
また、特許文献２には、ブレードに設けられたリングギヤを駆動する出力軸歯車のメインテナンス時に、ブレードが回転しないよう保持する保持部材を設けたピッチ駆動装置が記載されている。
また、特許文献３には、ブレードベアリングの軸受リングに形成されるギヤセグメントを安価に製作するために、軸受リングの周上における一部の領域にのみギヤセグメントを形成することが記載されている。
ブレードベアリングのブレード側転動輪に形成されたギヤを駆動するピッチ駆動機構において、一般的には頻繁に使用するピッチ角は所定の範囲内に集中することから、ギヤを転動輪の全周にわたって形成した場合であっても、実際に負荷を受ける部分は限られている。
このため、リングギヤの一部が損傷した場合であっても、リングギヤ及び転動輪をブレードから一旦切り離し、ブレードに対して位相をずらせば問題なく継続使用が可能となり、製品の部材寿命を最大限に使用できる。
このため、リングギヤの一部が損傷した場合であっても、リングギヤ及び転動輪をブレードから一旦切り離し、ブレードに対して位相をずらせば問題なく継続使用が可能となり、製品の部材寿命を最大限に使用できる。
しかし、従来はブレードベアリングのブレード側転動輪をブレードに対して相対回転させるためには、クレーン等の重機を用いてブレードを地上に降ろした状態で作業をする必要があり、工程が煩雑であるとともに、多大なコストも必要であった。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、簡単な工程によってブレードベアリングのブレード側転動輪のブレードに対する位相を変更可能なブレードベアリングの位相変更方法及び位相変更用治具を提供することである。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、簡単な工程によってブレードベアリングのブレード側転動輪のブレードに対する位相を変更可能なブレードベアリングの位相変更方法及び位相変更用治具を提供することである。
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、風力発電装置のナセルに回転可能に支持されたハブと、前記ハブから放射状に突き出して配置され風力を受けて前記ハブを回転駆動する揚力を発生するブレードと、前記ハブに固定されるハブ側転動輪及び前記ブレードに固定されるブレード側転動輪を有し、前記ブレードを前記ハブに対して回転可能に支持するブレードベアリングと、前記ブレード側転動輪に設けられたリングギヤ及び前記リングギヤを駆動する駆動ギヤを有するピッチ駆動機構とを備える風力発電装置における前記ブレード側転動輪の前記ブレードに対する位相を変更するブレードベアリングの位相変更方法であって、前記ブレードが前記ハブの上方となる状態で、前記ハブと前記ブレードとの接続部に、前記ハブと前記ブレードとを接続するとともに、前記ブレードの下垂時に前記ブレードの自重によって伸縮可能なバネ要素を有する第１の治具と、前記ハブと前記ブレードとを離間可能なジャッキ機構を有する第２の治具とを装着し、前記ブレードと前記ブレード側転動輪との固定を解除し、前記ブレードが下垂するよう前記ハブを回転させて前記第１の治具の前記バネ要素を伸長させ前記ブレードと前記ブレード側転動輪との間の一部の領域に隙間を形成し、前記ブレードと前記ブレード側転動輪とが当接する領域の近傍に配置された前記第２の治具の前記ジャッキ機構を用いて前記ブレードと前記ブレード側転動輪とを切り離し、前記ブレード側転動輪を前記ブレードに対して相対回転させることを特徴とするブレードベアリングの位相変更方法である。
請求項１の発明は、風力発電装置のナセルに回転可能に支持されたハブと、前記ハブから放射状に突き出して配置され風力を受けて前記ハブを回転駆動する揚力を発生するブレードと、前記ハブに固定されるハブ側転動輪及び前記ブレードに固定されるブレード側転動輪を有し、前記ブレードを前記ハブに対して回転可能に支持するブレードベアリングと、前記ブレード側転動輪に設けられたリングギヤ及び前記リングギヤを駆動する駆動ギヤを有するピッチ駆動機構とを備える風力発電装置における前記ブレード側転動輪の前記ブレードに対する位相を変更するブレードベアリングの位相変更方法であって、前記ブレードが前記ハブの上方となる状態で、前記ハブと前記ブレードとの接続部に、前記ハブと前記ブレードとを接続するとともに、前記ブレードの下垂時に前記ブレードの自重によって伸縮可能なバネ要素を有する第１の治具と、前記ハブと前記ブレードとを離間可能なジャッキ機構を有する第２の治具とを装着し、前記ブレードと前記ブレード側転動輪との固定を解除し、前記ブレードが下垂するよう前記ハブを回転させて前記第１の治具の前記バネ要素を伸長させ前記ブレードと前記ブレード側転動輪との間の一部の領域に隙間を形成し、前記ブレードと前記ブレード側転動輪とが当接する領域の近傍に配置された前記第２の治具の前記ジャッキ機構を用いて前記ブレードと前記ブレード側転動輪とを切り離し、前記ブレード側転動輪を前記ブレードに対して相対回転させることを特徴とするブレードベアリングの位相変更方法である。
請求項２の発明は、前記ハブの回転中心軸は、前記ナセルから遠い側が高くなるようチルト角が設けられ、前記ロータは、先端部が前記ナセルを支持するタワーから遠くなるようコーン角が設けられ、前記第２の治具は、前記ハブと前記ブレードとの接続部における前記ナセルに近い側の領域に装着されることを特徴とする請求項１に記載のブレードベアリングの位相変更方法である。
請求項３の発明は、前記第１の治具及び前記第２の治具の前記ハブ側の端部は、前記ハブ側転動輪を前記ハブに固定している締結手段を用いて前記ハブ側転動輪に固定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブレードベアリングの位相変更方法である。
請求項３の発明は、前記第１の治具及び前記第２の治具の前記ハブ側の端部は、前記ハブ側転動輪を前記ハブに固定している締結手段を用いて前記ハブ側転動輪に固定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブレードベアリングの位相変更方法である。
請求項４の発明は、風力発電装置のナセルに回転可能に支持されたハブと、前記ハブから放射状に突き出して配置され風力を受けて前記ハブを回転駆動する揚力を発生するブレードと、前記ハブに固定されるハブ側転動輪及び前記ブレードに固定されるブレード側転動輪を有し、前記ブレードを前記ハブに対して回転可能に支持するブレードベアリングと、前記ブレード側転動輪に設けられたリングギヤ及び前記リングギヤを駆動する駆動ギヤを有するピッチ駆動機構とを備える風力発電装置における前記ブレード側転動輪の前記ブレードに対する位相を変更する際に用いられるブレードベアリングの位相変更用治具であって、前記ハブと前記ブレードとの接続部に装着され、前記ハブと前記ブレードとを接続するとともに、前記ブレードの下垂時に前記ブレードの自重によって伸縮可能なバネ要素を有する第１の治具と、前記ハブと前記ブレードとの接続部に装着され、前記ハブと前記ブレードとを離間可能なジャッキ機構を有する第２の治具とを有して構成されるブレードベアリングの位相変更用治具である。
請求項５の発明は、前記ハブの回転中心軸は、前記ナセルから遠い側が高くなるようチルト角が設けられ、前記ロータは、先端部が前記ナセルを支持するタワーから遠くなるようコーン角が設けられ、前記第２の治具は、前記ハブと前記ブレードとの接続部における前記ナセルに近い側の領域に装着されることを特徴とする請求項４に記載のブレードベアリングの位相変更用治具である。
請求項６の発明は、前記第１の治具及び前記第２の治具の前記ハブ側の端部は、前記ハブ側転動輪を前記ハブに固定している締結手段を用いて前記ハブ側転動輪に固定されることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のブレードベアリングの位相変更用治具である。
請求項６の発明は、前記第１の治具及び前記第２の治具の前記ハブ側の端部は、前記ハブ側転動輪を前記ハブに固定している締結手段を用いて前記ハブ側転動輪に固定されることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のブレードベアリングの位相変更用治具である。
本発明によれば、ブレードを下垂させた際にブレードの自重によってハブとブレードとが離間する領域はバネ要素を有する第１の治具によってハブとブレードとの間に隙間を設けるとともに、ブレードの自重によってハブとブレードとが密着する領域はジャッキ機構を有する第２の治具で強制的に離間させることによって、ブレードを転動体から切り離し可能な状態に保持することができる。
そして、この状態で転動体をブレードに対して相対回転させて位相を変更することによって、例えばクレーン等の重機でブレードを降ろすことなく、簡単な工程によってブレードベアリングの位相を変更することができる。
そして、この状態で転動体をブレードに対して相対回転させて位相を変更することによって、例えばクレーン等の重機でブレードを降ろすことなく、簡単な工程によってブレードベアリングの位相を変更することができる。
本発明は、簡単な工程によってブレードベアリングのブレード側転動輪のブレードに対する位相を変更可能なブレードベアリングの位相変更方法及び位相変更用治具を提供する課題を、ハブとブレードとの間にバネ要素を有するバネ治具及びジャッキ機構を有するジャッキ治具を装着してブレードとベアリングの内輪との締結を解除し、ブレードを下垂させてブレードの自重及びジャッキ機構でブレードとベアリング内輪とを切り離した状態で内輪をブレードに対して相対回転させることによって解決した。
以下、本発明を適用したブレードベアリングの位相変更方法及び位相変更用治具の実施例について説明する。
図１は、実施例のブレードベアリングの位相変更方法の対象となりかつ実施例のブレードベアリングの位相変更用治具が装着される風力発電装置のハブ部周辺を示す図である。
図２は、図１のII部拡大図である。
このハブ部は、風力発電装置のロータ中央部に設けられる。
風力発電装置は、地表、海底又は浮体等から上方へ突出したタワーによって高所に支持されたナセル内に発電機を設置し、この発電機を風車であるロータによって回転駆動するものである。
図１は、実施例のブレードベアリングの位相変更方法の対象となりかつ実施例のブレードベアリングの位相変更用治具が装着される風力発電装置のハブ部周辺を示す図である。
図２は、図１のII部拡大図である。
このハブ部は、風力発電装置のロータ中央部に設けられる。
風力発電装置は、地表、海底又は浮体等から上方へ突出したタワーによって高所に支持されたナセル内に発電機を設置し、この発電機を風車であるロータによって回転駆動するものである。
図１に示すように、ロータ１は、ブレード１０、ハブ２０、ブレードベアリング３０を備えて構成されている。
また、図２に示すように、ロータ１は、ピッチ駆動装置４０を備えている。
ブレード１０は、風力を受けて揚力を発生し、ロータ１の回転力を発生する翼部である。
ブレード１０は、複数本がハブ２０を中心に放射状に設けられている。
ブレード１０のハブ２０側の端部（翼根部）１１は、中空のほぼ円筒状に形成されている。
ブレード１０の端部１１近傍の外周面部には、ブレード１０の外周面からボルトの締結が可能なバレルナット１２が設けられている。
バレルナット１２は、ブレード１０の端部１１の周方向に、ほぼ等間隔に分散して複数設けられている。
また、図２に示すように、ロータ１は、ピッチ駆動装置４０を備えている。
ブレード１０は、風力を受けて揚力を発生し、ロータ１の回転力を発生する翼部である。
ブレード１０は、複数本がハブ２０を中心に放射状に設けられている。
ブレード１０のハブ２０側の端部（翼根部）１１は、中空のほぼ円筒状に形成されている。
ブレード１０の端部１１近傍の外周面部には、ブレード１０の外周面からボルトの締結が可能なバレルナット１２が設けられている。
バレルナット１２は、ブレード１０の端部１１の周方向に、ほぼ等間隔に分散して複数設けられている。
ハブ２０は、ロータ１の中央部に配置され、ブレード１０が取り付けられる基部である。
ハブ２０は、図示しないナセル側に突き出した回転軸２１回りに、回転可能に支持されている。
回転軸２１は、図示しない発電機の主軸に接続され、ロータ１の回転力を発電機に伝達する。
また、ハブ２０と発電機との間には、必要に応じて増速機構が設けられる場合もある。
ハブ２０の外周面には、ブレードベアリング３０が取り付けられる円形の座部２２がブレード１０の本数分、周方向にほぼ等間隔に分散して形成されている。
座部２２には、ロータ１の径方向に突き出し、ブレードベアリング３０の締結に用いられるボルトＢ１が設けられている。ボルトＢ１は、座部の周方向に分散して複数設けられている。
ハブ２０は、図示しないナセル側に突き出した回転軸２１回りに、回転可能に支持されている。
回転軸２１は、図示しない発電機の主軸に接続され、ロータ１の回転力を発電機に伝達する。
また、ハブ２０と発電機との間には、必要に応じて増速機構が設けられる場合もある。
ハブ２０の外周面には、ブレードベアリング３０が取り付けられる円形の座部２２がブレード１０の本数分、周方向にほぼ等間隔に分散して形成されている。
座部２２には、ロータ１の径方向に突き出し、ブレードベアリング３０の締結に用いられるボルトＢ１が設けられている。ボルトＢ１は、座部の周方向に分散して複数設けられている。
ブレードベアリング３０は、ブレード１０をハブ２０に対してピッチ角変更方向に回転可能に支持するものである。
ブレードベアリング３０は、一例として外輪３１、内輪３２、鋼球３３を有する複列の深溝玉軸受である。
ブレードベアリング３０は、一例として外輪３１、内輪３２、鋼球３３を有する複列の深溝玉軸受である。
外輪３１は、周方向に切って見た断面形状がほぼ矩形に形成された円環状の部材であって、内周面部に軌道面となる溝が形成されている。
外輪３１は、軸方向に形成された貫通穴に、座部２２から突き出したボルトＢ１を通し、このボルトにナットＮ１を締結することによって、ハブ２０に固定される。
外輪３１は、軸方向に形成された貫通穴に、座部２２から突き出したボルトＢ１を通し、このボルトにナットＮ１を締結することによって、ハブ２０に固定される。
内輪３２は、周方向に切って見た断面形状がほぼ矩形に形成された円環状の部材であって、外周面部に軌道面となる溝が形成されている。
内輪３２は、外輪３１の内径側に同心に配置される。
内輪３２は、軸方向に形成された貫通穴に、ハブ２０側からボルトＢ２を挿入し、ボルトＢ２のネジ部をブレード１０の端部１１に形成された貫通穴を経由して、バレルナット１２のネジ穴に締結することによって、ブレード１０に固定される。
内輪３２は、外輪３１の内径側に同心に配置される。
内輪３２は、軸方向に形成された貫通穴に、ハブ２０側からボルトＢ２を挿入し、ボルトＢ２のネジ部をブレード１０の端部１１に形成された貫通穴を経由して、バレルナット１２のネジ穴に締結することによって、ブレード１０に固定される。
鋼球３３は、外輪３１の軌道面と内輪３２の軌道面との間に組み込まれる転動体である。
また、内輪３２の内周面には、ピッチ駆動装置４０によって駆動される内歯歯車であるリングギヤ３４が形成されている。
また、内輪３２の内周面には、ピッチ駆動装置４０によって駆動される内歯歯車であるリングギヤ３４が形成されている。
図２等に示すピッチ駆動装置４０は、ピニオンギヤ４１、アクチュエータユニット４２等を備えて構成されている。ピッチ駆動装置４０は、上述したリングギヤ３４と協働してピッチ角を変更する駆動機構を構成する。
ピニオンギヤ４１は、リングギヤ３４と噛合ってリングギヤ３４を駆動する駆動ギヤである。
アクチュエータユニット４２は、ピニオンギヤ４１を回転駆動するモータ及び減速機構等を有して構成されている。
尚、リングギヤ３４は、本実施例では内輪３２についており、ピッチ駆動装置４０はハブ２０内部に配置されているが、リングギヤが外輪側、ピッチ駆動装置がハブの外側に配置されていても良い。その場合、バネ治具およびジャッキ治具はブレード内部に配置される。
ピニオンギヤ４１は、リングギヤ３４と噛合ってリングギヤ３４を駆動する駆動ギヤである。
アクチュエータユニット４２は、ピニオンギヤ４１を回転駆動するモータ及び減速機構等を有して構成されている。
尚、リングギヤ３４は、本実施例では内輪３２についており、ピッチ駆動装置４０はハブ２０内部に配置されているが、リングギヤが外輪側、ピッチ駆動装置がハブの外側に配置されていても良い。その場合、バネ治具およびジャッキ治具はブレード内部に配置される。
また、図１に示すように、ブレード１０には、ロータ１の回転中心軸と直交する方向に対して、突端部がナセル及びタワーから遠ざかるようにコーン角αが設けられている。
また、ロータ１の回転中心軸には、ナセルから離れた側がナセル側よりも高くなるようにチルト角βが設けられている。
また、ロータ１の回転中心軸には、ナセルから離れた側がナセル側よりも高くなるようにチルト角βが設けられている。
以下、上述したロータ１において、リングギヤ３４の一部が損傷した場合に、ブレードベアリング３０の内輪３２をブレード１０に対して相対回転させて位相を変更する方法及び、この方法において用いられる位相回転用治具について説明する。
本実施例においては、以下説明するバネ治具１１０及びジャッキ治具１２０を用いる。
図３及び図４は、それぞれバネ治具１１０及びジャッキ治具１２０の構成を示す図であって、図２に示す断面に装着した状態を示すものである。
本実施例においては、以下説明するバネ治具１１０及びジャッキ治具１２０を用いる。
図３及び図４は、それぞれバネ治具１１０及びジャッキ治具１２０の構成を示す図であって、図２に示す断面に装着した状態を示すものである。
図３に示すバネ治具１１０は、ブレード側固定部１１１、ハブ側固定部１１２、バネ部１１３、連結部１１４を有して構成されている。
ブレード側固定部１１１は、ブレード１０の外周面に固定される平板状の面部である。
ブレード側固定部１１１は、ボルト孔を有し、ボルトＢ３をボルト孔に通しバレルナット１２に締結することによってブレード１０に固定される。
ブレード側固定部１１１は、ブレード１０の外周面に固定される平板状の面部である。
ブレード側固定部１１１は、ボルト孔を有し、ボルトＢ３をボルト孔に通しバレルナット１２に締結することによってブレード１０に固定される。
ハブ側固定部１１２は、ブレードベアリング３０の外輪３１を介してハブ２０に固定される部分である。
ハブ側固定部１１２は、ボルトＢ１と直交する方向に延びた平板状の面部である。ハブ側固定部１１２は、ボルトＢ１が挿入されるボルト孔が形成されている。
ハブ側固定部１１２は、ボルト孔にボルトＢ１を挿入し、ナットＮ２によって締結される。このとき、ハブ側固定部１１２は、ナットＮ１とナットＮ２との間に挟まれた状態となる。
ハブ側固定部１１２は、ボルトＢ１と直交する方向に延びた平板状の面部である。ハブ側固定部１１２は、ボルトＢ１が挿入されるボルト孔が形成されている。
ハブ側固定部１１２は、ボルト孔にボルトＢ１を挿入し、ナットＮ２によって締結される。このとき、ハブ側固定部１１２は、ナットＮ１とナットＮ２との間に挟まれた状態となる。
バネ部１１３は、ブレード側固定部１１１と連続して配置され、弾性を有する材料によって形成されたプレートをＵ字状に屈曲させて構成されている。
この屈曲部は、ブレード側固定部１１１に対して、ブレードベアリング３０の径方向外側へ突出して配置されている。
バネ部１１３は、主に屈曲部を弾性変形させることによって、ブレード側固定部１１１とハブ側固定部１１２との間のブレード１０長手方向への伸縮及び微小な傾斜を許容するようになっている。
この屈曲部は、ブレード側固定部１１１に対して、ブレードベアリング３０の径方向外側へ突出して配置されている。
バネ部１１３は、主に屈曲部を弾性変形させることによって、ブレード側固定部１１１とハブ側固定部１１２との間のブレード１０長手方向への伸縮及び微小な傾斜を許容するようになっている。
連結部１１４は、バネ部１１３とハブ側固定部１１２とを接続する部分であって、ブレード１０の外周面にほぼ沿って伸びた平板状のプレートとして形成されている。
以上説明したブレード側固定部１１１、ハブ側固定部１１２、バネ部１１３、連結部１１４は、例えば鋼板等の弾性を有する材料からなる帯状のプレートを曲げ加工することによって、一体に形成されている。
以上説明したブレード側固定部１１１、ハブ側固定部１１２、バネ部１１３、連結部１１４は、例えば鋼板等の弾性を有する材料からなる帯状のプレートを曲げ加工することによって、一体に形成されている。
図４に示すジャッキ治具１２０は、ブレード側固定部１２１、ジャッキ部１２２を有して構成されている。
ブレード側固定部１２１は、ブレード１０の外周面に固定される平板状の面部である。
ブレード側固定部１２１は、ボルト孔を有し、ボルトＢ４をボルト孔に通しバレルナット１２に締結することによってブレード１０に固定される。
ブレード側固定部１２１は、ブレード１０の外周面に固定される平板状の面部である。
ブレード側固定部１２１は、ボルト孔を有し、ボルトＢ４をボルト孔に通しバレルナット１２に締結することによってブレード１０に固定される。
ジャッキ部１２２は、ブレード側固定部１２１のハブ２０側の端部から、ブレードベアリング３０の径方向外側へ突き出した平板状の面部である。ジャッキ部１２２は、ブレードベアリング３１の端面と対向して配置されている。
ジャッキ部１２２には、ネジ孔が形成され、このネジ孔にはボルトＢ５がロータ１の外径側から挿入されている。
ボルトＢ５の突端部は、ボルトＢ１の突端部と対向して配置されている。
ボルトＢ５は、これを締めこんでいくことによって、その突端部でボルトＢ１の突端部を押圧し、ブレード１０をハブ２０の座部２２から強制的に離間させるジャッキ機能を発揮する。
ブレード側固定部１２１及びジャッキ部１２２は、例えば、鋳物に機械加工を施して一体に形成することが可能であるが、材質、製法等は特に限定されない。また、これらを別部品として形成し、結合してもよい。
但し、ジャッキ治具１２０においては、ジャッキ部１２２を利用してブレード１０と外輪３１とを離間させる際に、過度に撓まないだけの剛性が必要である。
ジャッキ部１２２には、ネジ孔が形成され、このネジ孔にはボルトＢ５がロータ１の外径側から挿入されている。
ボルトＢ５の突端部は、ボルトＢ１の突端部と対向して配置されている。
ボルトＢ５は、これを締めこんでいくことによって、その突端部でボルトＢ１の突端部を押圧し、ブレード１０をハブ２０の座部２２から強制的に離間させるジャッキ機能を発揮する。
ブレード側固定部１２１及びジャッキ部１２２は、例えば、鋳物に機械加工を施して一体に形成することが可能であるが、材質、製法等は特に限定されない。また、これらを別部品として形成し、結合してもよい。
但し、ジャッキ治具１２０においては、ジャッキ部１２２を利用してブレード１０と外輪３１とを離間させる際に、過度に撓まないだけの剛性が必要である。
以下、上述したバネ治具１１０及びジャッキ治具１２０を用いたブレードベアリング３０の内輪３２の位相変更方法について詳細に説明する。
先ず、ロータ１を回転させて、内輪３２の位相変更を必要とするブレード１０がハブ２０の上方となるように配置する。
この状態で、図５に示すように、ブレード１０のバレルナット１２とブレードベアリング３０の外輪３１との間に、複数のバネ治具１１０及び複数のジャッキ治具１２０を装着する。
このとき、ジャッキ治具１２０のボルトＢ５は、突端部がボルトＢ１から離間した状態となっている。
先ず、ロータ１を回転させて、内輪３２の位相変更を必要とするブレード１０がハブ２０の上方となるように配置する。
この状態で、図５に示すように、ブレード１０のバレルナット１２とブレードベアリング３０の外輪３１との間に、複数のバネ治具１１０及び複数のジャッキ治具１２０を装着する。
このとき、ジャッキ治具１２０のボルトＢ５は、突端部がボルトＢ１から離間した状態となっている。
図６は、バネ治具及びジャッキ治具の配置を示す図であって、図１のVI−VI部矢視相当の図である。
ジャッキ治具１２０は、ブレード１０の端部１１のうちナセル側の領域に重点的に配置される。
図６に示す例では、バネ治具１１０及びジャッキ治具１２０は、例えば周上２４箇所に設けられるが、ジャッキ治具１２０は５個が設けられ、ナセル側の領域においてはジャッキ治具１２０とバネ治具１１０とが１つおきに配置されている。
また、その他の箇所には、全てバネ治具１１０が装着されている。
ジャッキ治具１２０は、ブレード１０の端部１１のうちナセル側の領域に重点的に配置される。
図６に示す例では、バネ治具１１０及びジャッキ治具１２０は、例えば周上２４箇所に設けられるが、ジャッキ治具１２０は５個が設けられ、ナセル側の領域においてはジャッキ治具１２０とバネ治具１１０とが１つおきに配置されている。
また、その他の箇所には、全てバネ治具１１０が装着されている。
次に、図７に示すように、ブレードベアリング３０の内輪３２をブレード１０に固定しているボルトＢ２を引き抜いて除去する。
次に、図８に示すように、ブレード１０が下垂するようにロータ１を回転させる。
ここで、バネ治具１１０のバネ部１１３のバネ定数を適切に調整することによって、ブレード１０の自重、コーン角α、チルト角βによって生じるブレード１０の重心位置のオフセット効果によって生ずるモーメントにより、ナセルから遠い側においては、ブレード１０と内輪３２との間に隙間が生じる。一方、ナセルから近い側においては、ブレード１０と内輪３２とが密着した状態となっている。
ここで、バネ治具１１０のバネ部１１３のバネ定数を適切に調整することによって、ブレード１０の自重、コーン角α、チルト角βによって生じるブレード１０の重心位置のオフセット効果によって生ずるモーメントにより、ナセルから遠い側においては、ブレード１０と内輪３２との間に隙間が生じる。一方、ナセルから近い側においては、ブレード１０と内輪３２とが密着した状態となっている。
次に、図９に示すように、ジャッキ治具１２０のボルトＢ５を締めこみ、ブレード１０と外輪３１とを強制的に離間させる。
これによって、ブレード１０の端部１１と内輪３２との間には、全周にわたって隙間が形成され、これらは完全に切り離された状態となる。また、ブレード１０は、各治具によってハブ２０に対する相対回転が規制される。
この状態で、ピッチ駆動装置４０によって内輪３２をブレード１０に対して相対回転させ、リングギヤ３４の未損傷部分が常用範囲となるように位相を変更することが可能である。
これによって、ブレード１０の端部１１と内輪３２との間には、全周にわたって隙間が形成され、これらは完全に切り離された状態となる。また、ブレード１０は、各治具によってハブ２０に対する相対回転が規制される。
この状態で、ピッチ駆動装置４０によって内輪３２をブレード１０に対して相対回転させ、リングギヤ３４の未損傷部分が常用範囲となるように位相を変更することが可能である。
そして、ブレード１０に対して内輪３２を所定の位相まで変位させた後、上述した手順と逆の手順によって、内輪３２をブレード１０に締結し、各治具を取り外して位相変更作業は終了する。
以上説明した実施例によれば、ブレードベアリング３０の内輪３２に形成されたリングギヤ３４の一部に損傷が生じた場合に、例えばクレーン等の重機でブレード１０を降ろすことなく内輪３２をブレード１０に対して相対回転させて再固定することが可能である。このため、リングギヤ３４の未損傷箇所を常用範囲に移動させることによって、内輪３２及びリングギヤの継続使用が可能となり、部材寿命を延長することができる。
（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
例えば、各治具の形状、構造等は適宜変更することが可能である。
例えば、バネ治具は、実施例のような一体成型のものに限らず、別部品からなるバネ要素を備えるものであってもよい。また、バネ要素も板バネには限定されない。
また、ジャッキ治具のジャッキ機構も、実施例のようなネジ式のものに限らず適宜変更することが可能である。
また、本発明の適用対象となるハブ、ブレード、ブレードベアリングの構成も上述した実施例には限定されない。
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
例えば、各治具の形状、構造等は適宜変更することが可能である。
例えば、バネ治具は、実施例のような一体成型のものに限らず、別部品からなるバネ要素を備えるものであってもよい。また、バネ要素も板バネには限定されない。
また、ジャッキ治具のジャッキ機構も、実施例のようなネジ式のものに限らず適宜変更することが可能である。
また、本発明の適用対象となるハブ、ブレード、ブレードベアリングの構成も上述した実施例には限定されない。
１ ロータ １０ ブレード
１１ 端部 １２ バレルナット
２０ ハブ ２１ 回転軸
２２ 座部
３０ ブレードベアリング ３１ 外輪
３２ 内輪 ３３ 鋼球
３４ リングギヤ ４０ ピッチ駆動装置
４１ ピニオンギヤ ４２ アクチュエータユニット
１１０ バネ治具 １１１ ブレード側固定部
１１２ ハブ側固定部 １１３ バネ部
１１４ 連結部 １２０ ジャッキ治具
１２１ ブレード側固定部 １２２ ジャッキ部
Ｂ１〜Ｂ５ ボルト Ｎ１〜Ｎ２ ナット
１１ 端部 １２ バレルナット
２０ ハブ ２１ 回転軸
２２ 座部
３０ ブレードベアリング ３１ 外輪
３２ 内輪 ３３ 鋼球
３４ リングギヤ ４０ ピッチ駆動装置
４１ ピニオンギヤ ４２ アクチュエータユニット
１１０ バネ治具 １１１ ブレード側固定部
１１２ ハブ側固定部 １１３ バネ部
１１４ 連結部 １２０ ジャッキ治具
１２１ ブレード側固定部 １２２ ジャッキ部
Ｂ１〜Ｂ５ ボルト Ｎ１〜Ｎ２ ナット
Claims (6)
- 風力発電装置のナセルに回転可能に支持されたハブと、
前記ハブから放射状に突き出して配置され風力を受けて前記ハブを回転駆動する揚力を発生するブレードと、
前記ハブに固定されるハブ側転動輪及び前記ブレードに固定されるブレード側転動輪を有し、前記ブレードを前記ハブに対して回転可能に支持するブレードベアリングと、
前記ブレード側転動輪に設けられたリングギヤ及び前記リングギヤを駆動する駆動ギヤを有するピッチ駆動機構と
を備える風力発電装置における前記ブレード側転動輪の前記ブレードに対する位相を変更するブレードベアリングの位相変更方法であって、
前記ブレードが前記ハブの上方となる状態で、前記ハブと前記ブレードとの接続部に、前記ハブと前記ブレードとを接続するとともに、前記ブレードの下垂時に前記ブレードの自重によって伸縮可能なバネ要素を有する第１の治具と、前記ハブと前記ブレードとを離間可能なジャッキ機構を有する第２の治具とを装着し、
前記ブレードと前記ブレード側転動輪との固定を解除し、
前記ブレードが下垂するよう前記ハブを回転させて前記第１の治具の前記バネ要素を伸長させ前記ブレードと前記ブレード側転動輪との間の一部の領域に隙間を形成し、
前記ブレードと前記ブレード側転動輪とが当接する領域の近傍に配置された前記第２の治具の前記ジャッキ機構を用いて前記ブレードと前記ブレード側転動輪とを切り離し、
前記ブレード側転動輪を前記ブレードに対して相対回転させること
を特徴とするブレードベアリングの位相変更方法。 - 前記ハブの回転中心軸は、前記ナセルから遠い側が高くなるようチルト角が設けられ、
前記ロータは、先端部が前記ナセルを支持するタワーから遠くなるようコーン角が設けられ、
前記第２の治具は、前記ハブと前記ブレードとの接続部における前記ナセルに近い側の領域に装着されること
を特徴とする請求項１に記載のブレードベアリングの位相変更方法。 - 前記第１の治具及び前記第２の治具の前記ハブ側の端部は、前記ハブ側転動輪を前記ハブに固定している締結手段を用いて前記ハブ側転動輪に固定されること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブレードベアリングの位相変更方法。 - 風力発電装置のナセルに回転可能に支持されたハブと、
前記ハブから放射状に突き出して配置され風力を受けて前記ハブを回転駆動する揚力を発生するブレードと、
前記ハブに固定されるハブ側転動輪及び前記ブレードに固定されるブレード側転動輪を有し、前記ブレードを前記ハブに対して回転可能に支持するブレードベアリングと、
前記ブレード側転動輪に設けられたリングギヤ及び前記リングギヤを駆動する駆動ギヤを有するピッチ駆動機構と
を備える風力発電装置における前記ブレード側転動輪の前記ブレードに対する位相を変更する際に用いられるブレードベアリングの位相変更用治具であって、
前記ハブと前記ブレードとの接続部に装着され、前記ハブと前記ブレードとを接続するとともに、前記ブレードの下垂時に前記ブレードの自重によって伸縮可能なバネ要素を有する第１の治具と、
前記ハブと前記ブレードとの接続部に装着され、前記ハブと前記ブレードとを離間可能なジャッキ機構を有する第２の治具と
を有して構成されるブレードベアリングの位相変更用治具。 - 前記ハブの回転中心軸は、前記ナセルから遠い側が高くなるようチルト角が設けられ、
前記ロータは、先端部が前記ナセルを支持するタワーから遠くなるようコーン角が設けられ、
前記第２の治具は、前記ハブと前記ブレードとの接続部における前記ナセルに近い側の領域に装着されること
を特徴とする請求項４に記載のブレードベアリングの位相変更用治具。 - 前記第１の治具及び前記第２の治具の前記ハブ側の端部は、前記ハブ側転動輪を前記ハブに固定している締結手段を用いて前記ハブ側転動輪に固定されること
を特徴とする請求項４又は請求項５に記載のブレードベアリングの位相変更用治具。
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