JP7233326B2 - 風力発電装置の検査装置及び検査方法 - Google Patents

Description

本発明は風力発電装置の検査装置及び検査方法に関する。

風力発電装置は、再生可能エネルギーの柱として広く導入が進んでいる。風力発電装置は、ブレードとナセルとタワー部で構成される。風力発電装置は、風と天候に曝されているので、風力発電装の部品に負荷が加わる。負荷は、風力発電装置の部品に疲労に伴う損傷を与えるので、損傷を検出するための技術として例えば特許文献１が提案されている。

特許文献１では、風を受けるブレードと、ブレードを支持するナセルと、ナセルを旋回させるヨー駆動部を備え、これらを支持するタワーが配置されている。

ブレードとタワーには、それぞれ糸を敷設し、ブレード，タワーに損傷が発生すると糸が引き裂かれ、糸の破断を検出器で検出し、ブレード，タワーの損傷を把握するようにしている。

また、検査対象物の探傷装置として、例えば特許文献２が提案されている。特許文献２では、検査対象物を加熱し、検査対象物の温度分布の不連続性を赤外線検出器で測定し、検査対象物の欠陥を判断するようにしている。

特表２０１４－５０９７０５号公報 特開平３－３９６４４号公報

風力発電装置において、ナセルの旋回中心はタワーの中心軸と一致している。ナセルはブレードを支持すると共に、増速機、発電機を内蔵している。増速機、発電機は、その取付位置や大きさが風力発電装置の仕様によって異なるため、ナセルの重心位置はタワーの中心軸とずれている。このため、タワーには常に曲げモーメントが発生している。また、ナセルはタワーに対して回転するので、タワーに加わる曲げモーメントの位置も変化する。繰り返される曲げモーメントの影響を受け、タワーの接続部には疲労に伴う損傷が発生する可能性がある。また、タワーには製造時の施工不良による製造欠陥が隠れている場合がある。このような疲労損傷、製造欠陥等の欠陥を早期に発見し、補修をおこなうことが風力発電装置の寿命向上に繋がる。

特許文献１に記載の技術においては、糸の破断によって損傷を特定しているが、損傷箇所は糸が敷設された直下しか検出できず、損傷箇所を特定するためには多数の糸を敷設する必要がある。このため、特許文献１では、糸の敷設作業性が煩雑であり、また、敷設作業に伴うコストが増加するといった課題があった。さらには、ナセルが回転した状態における欠陥箇所の特定については考慮されておらず、信頼性を向上するのが困難であった。

また、特許文献２に記載の技術においては、検査対象物を加熱する必要があり、風力発電装置のような大型の装置を加熱するには困難であり、風力発電装置の損傷箇所を特定するには不向きであった。さらには、ナセルが回転した状態における欠陥箇所の特定については考慮されておらず、信頼性を向上するのが困難であった。

本発明の目的は、運用コストの増加を抑え、信頼性を向上させた風力発電装置の検査装置及び検査方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、一つの態様において、風を受けて回転するブレードと、前記ブレードの加重を支持するナセルと、複数の部材が接続されて構成され、前記ナセルを旋回可能に支持するタワーと、前記タワーの接続部における欠陥を検出する欠陥検出装置と、前記欠陥検出装置を移動させる移動手段と、前記ナセルを旋回させる駆動手段と、を備え、前記移動手段は前記駆動手段の旋回動作に合わせて前記欠陥検出装置を移動させ、前記欠陥検出装置は、前記タワーの接続部における開口状態に基づいて欠陥を検出することを特徴とする。

本発明によれば、運用コストの増加を抑え、信頼性を向上させた風力発電装置の検査装置及び検査方法を提供することができる。

風力発電装置を示した全体図である。 本発明の第１実施例に係る風力発電装置の外観模式図である。 本発明の第２実施例に係る風力発電装置の外観模式図である。 本発明の第３実施例に係る風力発電装置の一部を透視した外観模式図である。 本発明の第４実施例に係る風力発電装置の外観模式図である。 本発明の第５実施例に係る風力発電装置の一部を透視した外観模式図である。 本発明の第６実施例に係る風力発電装置の外観模式図である。 本発明の第７実施例に係る風力発電装置の一部を透過した外観模式図である。 本発明の第８実施例に係る風力発電装置の外観模式図である。 本発明の第９実施例に係る風力発電装置の一部を透過した外観模式図である。 本発明の第１０実施例に係る風力発電装置の外観模式図である。 本発明の第１１実施例に係る風力発電装置の一部を透過した外観模式図である。 本発明の第１２実施例に係る風力発電装置の外観模式図である。 本発明の第１３実施例に係る風力発電装置のタワーの外観模式図である。 本発明の第１４実施例に係る風力発電装置のタワーの外観模式図である。 本発明の第１５実施例に係る風力発電装置の外観模式図である。 本発明の第１６実施例に係る風力発電装置の外観模式図である。 本発明の第１７実施例に係る風力発電装置の外観模式図である。

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。但し、下記の具体例はあくまで例示に過ぎず、発明内容を限定するものではない。

本発明の第１実施例について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、風力発電装置を示した全体図である。図１において、風力発電装置は、風を受けて回転するブレード１と、ブレード１の荷重を支持するナセル２と、ナセル２を旋回可能に支持するタワー３とから概略構成される。ナセル２は、タワー３内に設置された駆動手段（図示せず）によりタワー３に対して水平面内で回転可能に支持されている。タワー３は複数の部材が接続されて構成されている。タワー３は、例えば複数の円筒状部材を溶接にて接合してタワー部材を形成し、さらに複数のタワー部材を上下方向に積み重ね、タワー部材同士が対向する部分をボルトで接続して固定する。ブレード１は主軸２１、さらには増速機２２を介して発電機２３に接続されている。増速機２２と発電機２３は、ナセル２内に配置されている。

風力発電装置は風向きに応じてナセル２がタワー３上を旋回し、風の力を受けてブレード１が回転する。ブレード１の回転は、増速機２２を介して発電機２３に好適な回転数まで高めて、発電機２３に伝えられる。発電機２３が回転することで発電された電気エネルギーは、電力変換器（図示せず）によって整流され、さらに変圧器（図示せず）によって電圧を調整し、電力系統に送られる。

タワー３上を旋回するナセル２の旋回中心ＴＣは、タワーの中心軸ＣＡと一致している。ナセル２はブレード１を支持すると共に、増速機２２、発電機２３を内蔵している。増速機２２、発電機２３は、その取付位置や大きさが風力発電装置の仕様によって異なるため、ナセル２の重心位置はタワー３の中心軸ＣＡとずれている。このため、タワー３には常に曲げモーメントが発生している。ナセル２はタワー３に対して回転するので、タワー３に加わる曲げモーメントの位置も変化する。繰り返される曲げモーメントの影響を受け、タワーの接続部には、損傷あるいはボルトの緩みが発生する可能性がある。また、タワーの接続部には、接続不良による製造欠陥が隠れている場合がある。これら欠陥を早期に発見し、補修をおこなうことが風力発電装置の寿命向上に繋がる。さらには、ナセル２が回転した状態における欠陥箇所を特定することが信頼性の向上に繋がる。これらを実現する手段について、以下説明する。

図２は、本発明の第１実施例に係る風力発電装置の外観模式図である。図２において、ナセル２の下部には、ハッチ４が備えられている。ハッチ４にはウインチ（図示せず）が備えられており、このウインチにはワイヤー６が巻かれている。ウインチを操作することによってワイヤー６はウインチの回転ドラムから引き出され、又は巻き取りされる。ワイヤー６はタワー３の外周側に位置する。ワイヤー６には欠陥検出装置５が固定されており、欠陥検出装置５はナセル２から吊下げられた状態となっている。

欠陥検出装置５は赤外線カメラを備えており、ウインチ操作によるワイヤー６の引き出し、又は巻き取りによって、ワイヤー６に固定された欠陥検出装置５が上下方向に移動する。さらにナセル２を旋回させることにより、欠陥検出装置５はタワー３の外周を周方向に移動する。ナセル２及びこのナセル２に備えられたワイヤー６は、欠陥検出装置５を移動させる移動手段を構成している。

タワー３の外表面には、周方向に沿って溶接部７が形成されている。また、タワー３は、タワー部材同士が対向する部分をボルトで締結して固定している箇所がある。溶接部７の亀裂、ボルトの緩みが発生すると、ナセル２の旋回による曲げモーメントの変化によって開口状態が変化する。欠陥検出装置５はこの開口状態の変化から欠陥を検出する。第１実施例では、溶接部７、ボルト締結部の総称として接続部を称する。

ナセル２を旋回させると、ワイヤー６に吊り下げられ固定された欠陥検出装置５がタワー３の周方向に沿って移動し、溶接部７、ボルト締結部を撮像する。ナセル２がタワー３を一周すると、所定範囲の溶接部７、ボルト締結部の全体を撮像することができる。これを数回繰り返す。溶接部７、ボルト締結部は、タワー３の上下方向に複数形成されているので、ウインチを操作してワイヤー６の引き出し、巻き取りを行い、ワイヤー６に固定された欠陥検出装置５の上下方向の位置を変更させる。欠陥検出装置５から地上側に下したワイヤー６は複数本備えられている。これら複数本のワイヤー６下端を地上側で保持し、この下端の位置を調整することによって、欠陥検出装置５とタワー３の距離を調整する。そして、欠陥検出装置５の赤外線カメラは、欠陥の撮像可能な距離に維持される。

第１実施例では、ブレード１を保持したナセル２の重心がタワー３の中心軸からずれていることを利用し、欠陥検出時にナセル２を旋回させてタワー３に加わる曲げモーメントの状態を能動的に変化させる。

溶接部７では、タワー３に加わる曲げモーメントの変化、溶接不良等により亀裂が生じることがある。また、ボルト締結部では、タワー３に加わる曲げモーメントの変化、ボルトの締め付けトルクの不足によりボルトに緩みが生じることがある。曲げモーメントの変化によって欠陥周囲の応力状態は圧縮側と引張側で相対的に変化するため、溶接部７での亀裂、ボルト締結部でのボルトの緩みによって開口状態が変化する。開口はタワー３の欠陥となる。欠陥による開口は、引張側で発生する。このため、欠陥検出装置５は旋回中心ＴＣに対して、重心と反対側に位置させる。

欠陥検出装置５はナセル２の旋回動作に合わせて移動させ、接続部（溶接部７、ボルト締結部）の開口状態の変化を検査する。そして、欠陥検出装置５はナセル２の旋回によって発生した開口を撮像して欠陥を検出する。ナセル２を旋回させる駆動手段は、接続部（溶接部７、ボルト締結部）における開口状態を変化させる開口変化手段としての機能を有する。移動手段としてのナセル２及びこのナセル２に取り付けられたワイヤー６は、開口変化手段の動作に合わせ欠陥検出装置５を移動させる。ナセル旋回によって開口状態の変化した欠陥箇所は、温度が変化するので、欠陥検出装置５はこの温度変化を検出して欠陥箇所を特定する。

第１実施例によれば、運用コストが比較的安価で信頼性を向上させた風力発電装置の検査装置及び検査方法を提供することができる。

次に本発明の第２実施例について図３を用いて説明する。図３は、本発明の第２実施例に係る風力発電装置の外観模式図である。第１実施例と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第２実施例において、第１実施例と異なるところは、ワイヤー６の地上側の下端をワイヤー保持部８にて固定したことにある。

欠陥検出装置５はワイヤー６に固定され、欠陥検出装置５から地上側に延びたワイヤー６は複数本備えられている。第１実施例では、ワイヤー６の地上側の下端は、自由状態であった。第２実施例においては、複数本のワイヤー６の地上側下端をワイヤー保持部８に固定している。このため、複数本のワイヤー６は安定し、欠陥検出装置５の位置を調整し易い。

ナセル２を旋回させると、ナセル２に追随してワイヤー６、欠陥検出装置５、ワイヤー保持部８が移動する。ワイヤー保持部８がタワー３の周方向に移動する際には、ワイヤー保持部８はタワー３と所定の距離を保って移動するので、欠陥検出装置５とタワー３との間を所定の距離を維持したままタワー３の周方向を移動する。そして、欠陥検出装置５は、タワー３の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。

第２実施例によれば、第１実施例の効果に加え、ワイヤー６の地上側の下端をワイヤー保持部８に接続するようにしているので、ナセル２の旋回時において欠陥検出装置５とタワー３との間を所定の距離を維持したままタワー３の周方向を移動することができ、溶接部７、ボルト締結部における欠陥箇所を検出する作業性を向上することができる。

次に本発明の第３実施例について図４を用いて説明する。図４は、本発明の第３実施例に係る風力発電装置の一部を透視した外観模式図である。第１、第２実施例と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第３実施例において、第１、第２実施例と異なるところは、欠陥検出装置５、ワイヤー６、ウインチ９をタワー３の内部に位置させたことにある。

第３実施例においては、タワー３内の上部もしくはナセル２の下部にウインチ９を設置している。ウインチ９は常設あるいは仮設は問わない。ウインチ９に巻き付けられたワイヤー６には、欠陥検出装置５を接続する。ウインチ９の操作でワイヤー６が引き出し、もしくは巻き取られ、これに伴って欠陥検出装置５は上下方向移動する。タワー３の内部には、踊り場１０が設置されており、欠陥検出装置５の下方から下したワイヤー６の下端位置は、踊り場１０にて調整する。ワイヤー６の下端位置は、踊り場１０にて調整することによって、タワー３内壁面と欠陥検出装置５の距離が調整され、タワー３内周面全体を撮像できる。

欠陥検出装置５での撮像にあたっては、ナセル２を旋回させ、ナセル２の旋回に合わせてタワー３の内周に沿って欠陥検出装置５を移動させる。ナセル２及びこのナセル２に取り付けられたワイヤー６は、欠陥検出装置５を移動させる移動手段を構成している。

欠陥検出装置５はナセル旋回によって溶接部７、ボルト締結部における開口状態を撮像して欠陥を検出する。ナセル旋回によって開口状態の変化した欠陥箇所は、温度が変化するので、欠陥検出装置５はこの温度変化を検出して欠陥箇所を特定する。

また、タワー３は、複数の円筒状部材を溶接にて接合してタワー部材を形成し、さらに複数のタワー部材を上下方向に積み重ね、タワー部材同士が対向するフランジ締結部分をボルトで締結する。ボルトは、タワー３に繰り返し加わる荷重により緩むことがある。ボルトが緩むと、亀裂と同様にボルト締結部において開口（隙間）が生じる。

第３実施例では、ナセル２を旋回に合わせて欠陥検出装置５を移動させ、欠陥検出装置５にてボルト締結部での開口（隙間）の温度変化を検出する。第３実施例では、この温度変化を検出することにより、溶接部７、ボルト締結部の欠陥を検出することが可能となる。

第３実施例によれば、第１、第２実施例の効果に加え、タワー３内部において欠陥検出装置５による欠陥の検出を行うようにしているので、雨、風等の天候による影響を抑制することができ、検出精度を向上することができる。

次に本発明の第４実施例について図５を用いて説明する。図５は、本発明の第４実施例に係る風力発電装置の外観模式図である。第１乃至第３実施例と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第４実施例において、第１乃至第３実施例と異なるところは、欠陥検出装置５を無人飛行体１１に搭載したことにある。

無人飛行体１１は無線により操作され、タワー３の外周（外部）を飛行する。ナセル２の旋回に合わせ、無人飛行体１１がタワー３の外周を飛行し、無人飛行体１１に搭載された欠陥検出装置５がタワー３の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。無人飛行体１１は、高度を変えることで、タワー３における複数箇所の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。無人飛行体１１は、欠陥検出装置５を移動させる移動手段を構成している。

ナセル２の旋回によって開口状態が変化した欠陥箇所は、温度が変化するので、欠陥検出装置５はこの温度変化を検出して欠陥箇所を特定する。

第４実施例では、ナセル２を旋回に合わせて欠陥検出装置５を搭載した無人飛行体１１を移動させ、欠陥検出装置５にて溶接部７、ボルト締結部における隙間の温度変化を検出する。第４実施例では、この温度変化を検出することにより、溶接部７、ボルト締結部の欠陥を検出することが可能となる。

第４実施例によれば、欠陥検出装置５を搭載した無人飛行体１１によって欠陥の検出を行うようにしているので、風力発電装置に特別な装置を設置することなく、タワー３の欠陥を検出することができ、また、検査の作業性を向上することができる。

次に本発明の第５実施例について図６を用いて説明する。図６は、本発明の第５実施例に係る風力発電装置の一部を透視した外観模式図である。第１乃至第４実施例と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第５実施例において、第４実施例と異なるところは、欠陥検出装置５を搭載した無人飛行体１１をタワー３の内部で飛行させることにある。

無人飛行体１１は無線により操作され、タワー３の内周を飛行する。ナセル２の旋回に合わせ、無人飛行体１１がタワー３の内周を飛行し、無人飛行体１１に搭載された欠陥検出装置５がタワー３の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。無人飛行体１１は、高度を変えることで、タワー３における複数箇所の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。無人飛行体１１は、欠陥検出装置５を移動させる移動手段を構成している。

ナセル２の旋回によって開口状態が変化した欠陥箇所は、温度が変化するので、欠陥検出装置５はこの温度変化を検出して欠陥箇所を特定する。

第５実施例では、ナセル２を旋回に合わせて欠陥検出装置５を搭載した無人飛行体１１を移動させ、欠陥検出装置５にて溶接部７、ボルト締結部における開口（隙間）の温度変化を検出する。第５実施例では、この温度変化を検出することにより、溶接部７、ボルト締結部の欠陥を検出することが可能となる。

第５実施例によれば、欠陥検出装置５を搭載した無人飛行体１１によって欠陥の検出を行うようにしているので、風力発電装置に特別な装置を設置することなく、タワー３の欠陥を検出することができ、また、検査の作業性を向上することができる。

さらに第５実施例によれば、欠陥検出装置５を搭載した無人飛行体１１はタワー３内部を飛行するようにしているので、雨、風等の天候による影響を受けず、安定した飛行ができ、検出精度を向上することができる。

次に本発明の第６実施例について図７を用いて説明する。図７は、本発明の第６実施例に係る風力発電装置の外観模式図である。第１乃至第５実施例と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第６実施例において、第１乃至第５実施例と異なるところは、欠陥検出装置５を自走式ロボット１２に搭載したことにある。

自走式ロボット１２は無線により操作され、タワー３の外周（外部）を走行する。ナセル２の旋回に合わせ、自走式ロボット１２がタワー３の外周を走行し、自走式ロボット１２に搭載された欠陥検出装置５がタワー３の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。自走式ロボット１２は、高さ位置を変えることで、タワー３における複数箇所の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。自走式ロボット１２は、欠陥検出装置５を移動させる移動手段を構成している。

ナセル２の旋回によって開口状態が変化した欠陥箇所は、温度が変化するので、欠陥検出装置５はこの温度変化を検出して欠陥箇所を特定する。

第６実施例では、ナセル２を旋回に合わせて欠陥検出装置５を搭載した自走式ロボット１２を移動させ、欠陥検出装置５にて溶接部７、ボルト締結部における開口（隙間）の温度変化を検出する。第６実施例では、この温度変化を検出することにより、溶接部７、ボルト締結部の欠陥を検出することが可能となる。

第６実施例によれば、欠陥検出装置５を搭載した自走式ロボット１２によって欠陥の検出を行うようにしているので、風力発電装置に特別な装置を設置することなく、タワー３の欠陥を検出することができ、また、検査の作業性を向上することができる。

次に本発明の第７実施例について図８を用いて説明する。図８は、本発明の第７実施例に係る風力発電装置の一部を透過した外観模式図である。第１乃至第６実施例と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第７実施例において、第６実施例と異なるところは、欠陥検出装置５を搭載した自走式ロボット１２を、タワー３内部に配置したことにある。

自走式ロボット１２は無線により操作され、タワー３の内周を走行する。ナセル２の旋回に合わせ、自走式ロボット１２がタワー３の内周を走行し、自走式ロボット１２に搭載された欠陥検出装置５がタワー３の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。自走式ロボット１２は、高さ位置を変えることで、タワー３における複数箇所の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。自走式ロボット１２は、欠陥検出装置５を移動させる移動手段を構成している。

ナセル２の旋回によって開口状態が変化した欠陥箇所は、温度が変化するので、欠陥検出装置５はこの温度変化を検出して欠陥箇所を特定する。

第７実施例では、ナセル２を旋回に合わせて欠陥検出装置５を搭載した自走式ロボット１２を移動させ、欠陥検出装置５にて溶接部７、ボルト締結部における隙間の温度変化を検出する。第７実施例では、この温度変化を検出することにより、溶接部７、ボルト締結部の欠陥を検出することが可能となる。

第７実施例によれば、欠陥検出装置５を搭載した自走式ロボット１２によって欠陥の検出を行うようにしているので、風力発電装置に特別な装置を設置することなく、タワー３の欠陥を検出することができ、また、検査の作業性を向上することができる。

さらに第７実施例によれば、欠陥検出装置５を搭載した自走式ロボット１２はタワー３内部を飛行するようにしているので、雨、風等の天候による影響を受けず、安定した走行ができ、検出精度を向上することができる。

次に本発明の第８実施例について図９を用いて説明する。図９は、本発明の第８実施例に係る風力発電装置の外観模式図である。第１乃至第７実施例と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第８実施例において、第１乃至第７実施例と異なるところは、タワー３の外周に高所作業用の足場１３を組み、人力で欠陥検出装置５を操作するようにしたことにある。第８実施例では、足場１３はタワー３の外周の一部としているが、タワー３の外周全てを覆うようにすると良い。

作業者２０は、欠陥検出装置５を持ち、足場１３を利用してタワー３の外周を移動する。ナセル２の旋回に合わせ、作業者２０がタワー３の外周に沿って移動し、欠陥検出装置５でタワー３の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。作業者２０は、足場１３を利用する高さ位置を変えることで、タワー３における複数箇所の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。足場１３は、欠陥検出装置５を移動させる移動手段を構成している。

ナセル２の旋回によって開口状態が変化した欠陥箇所は、温度が変化するので、欠陥検出装置５はこの温度変化を検出して欠陥箇所を特定する。

第８実施例では、ナセル２を旋回に合わせて欠陥検出装置５を持った作業者２０が移動し、欠陥検出装置５にて溶接部７、ボルト締結部における隙間の温度変化を検出する。第８実施例では、この温度変化を検出することにより、溶接部７、ボルト締結部の欠陥を検出することが可能となる。

第８実施例によれば、欠陥検出装置５を持った作業者２０が移動することによって欠陥の検出を行うようにしているので、ナセル２を旋回状態に応じたタワー３の欠陥を検出することができる。また、第８実施例によれば、タワー３の外周には足場１３が組まれているので、欠陥を発見した後、直ちに欠陥箇所を補修することができる。

次に本発明の第９実施例について図１０を用いて説明する。図１０は、本発明の第９実施例に係る風力発電装置の一部を透過した外観模式図である。第１乃至第８実施例と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第９実施例において、第８実施例と異なるところは、タワー３の内部に高所作業用の足場１３を組み、人力で欠陥検出装置５を操作するようにしたことにある。第８実施例では、足場１３はタワー３の内部の踊り場１０に設置している。

作業者２０は、欠陥検出装置５を持ち、足場１３を利用してタワー３の内周を移動する。ナセル２の旋回に合わせ、作業者２０がタワー３の内周に沿って移動し、欠陥検出装置５でタワー３の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。作業者２０は、足場１３を利用する高さ位置を変えることで、タワー３における複数箇所の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。足場１３は、欠陥検出装置５を移動させる移動手段を構成している。

ナセル２の旋回によって開口状態が変化した欠陥箇所は、温度が変化するので、欠陥検出装置５はこの温度変化を検出して欠陥箇所を特定する。

第９実施例では、ナセル２を旋回に合わせて欠陥検出装置５を持った作業者２０が移動し、欠陥検出装置５にて溶接部７、ボルト締結部における隙間の温度変化を検出する。第８実施例では、この温度変化を検出することにより、溶接部７、ボルト締結部の欠陥を検出することが可能となる。

第９実施例によれば、欠陥検出装置５を持った作業者２０が移動することによって欠陥の検出を行うようにしているので、ナセル２を旋回状態に応じたタワー３の欠陥を検出することができる。また、第８実施例によれば、タワー３の内周には足場１３が組まれているので、雨、風等の天候による影響を受けず、安定した検査ができ、検出精度を向上することができる。

次に本発明の第１０実施例について図１１を用いて説明する。図１１は、本発明の第１０実施例に係る風力発電装置の外観模式図である。第１乃至第９実施例と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第１０実施例において、第１乃至第９実施例と異なるところは、タワー３の外部には高所作業車１４を準備し、人力で欠陥検出装置５を操作するようにしたことにある。

作業者２０は、欠陥検出装置５を持ち、高所作業車１４に乗車し、所定の高さ位置に移動する。ナセル２の旋回に合わせ、作業者２０がタワー３の外周に沿って移動し、欠陥検出装置５でタワー３の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。作業者２０は、高所作業車１４の高さ位置を変えることで、タワー３における複数箇所の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。欠陥検出装置５は、高所作業車１４に固定するようにしても良い。高所作業車１４は、欠陥検出装置５を移動させる移動手段を構成している。

ナセル２の旋回によって開口状態が変化した欠陥箇所は、温度が変化するので、欠陥検出装置５はこの温度変化を検出して欠陥箇所を特定する。

第１０実施例では、ナセル２を旋回に合わせて欠陥検出装置５を持った作業者２０が移動し、欠陥検出装置５にて溶接部７、ボルト締結部における隙間の温度変化を検出する。または、欠陥検出装置５を固定した高所作業車１４は、ナセル２を旋回に合わせて移動し、欠陥検出装置５にて溶接部７、ボルト締結部における隙間の温度変化を検出する。

第１０実施例では、この温度変化を検出することにより、溶接部７、ボルト締結部の欠陥を検出することが可能となる。

第１０実施例によれば、高所作業車１４によって欠陥検出装置５を移動させ欠陥の検出を行うようにしているので、ナセル２を旋回状態に応じたタワー３の欠陥を検出することができる。

次に本発明の第１１実施例について図１２を用いて説明する。図１２は、本発明の第１１実施例に係る風力発電装置の一部を透過した外観模式図である。第１乃至第１０実施例と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第１１実施例において、第１０実施例と異なるところは、タワー３の内部の踊り場１０に梯子１５を立て、人力で欠陥検出装置５を操作するようにしたことにある。

作業者２０は、欠陥検出装置５を持ち、梯子１５を登り、所定の高さ位置に移動する。ナセル２の旋回に合わせ、作業者２０がタワー３の内周に沿って欠陥検出装置５を移動させ、欠陥検出装置５でタワー３の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。作業者２０は、梯子１５の高さ位置を変えることで、タワー３における複数箇所の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。梯子１５は、欠陥検出装置５を移動させる移動手段を構成している。

ナセル２の旋回によって開口状態が変化した欠陥箇所は、温度が変化するので、欠陥検出装置５はこの温度変化を検出して欠陥箇所を特定する。

第１１実施例では、ナセル２を旋回に合わせて作業者２０が欠陥検出装置５を移動させ、欠陥検出装置５にて溶接部７、ボルト締結部における隙間の温度変化を検出する。第１１実施例では、この温度変化を検出することにより、溶接部７、ボルト締結部の欠陥を検出することが可能となる。

第１１実施例によれば、欠陥検出装置５を持った作業者２０が欠陥検出装置５を移動させることによって欠陥の検出を行うようにしているので、ナセル２を旋回状態に応じたタワー３の欠陥を検出することができる。

次に本発明の第１２実施例について図１３を用いて説明する。図１３は、本発明の第１２実施例に係る風力発電装置の外観模式図である。第１乃至第１１実施例と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第１２実施例において、第１乃至第１１実施例と異なるところは、タワー３の外周にゴンドラ１６を配置し、人力で欠陥検出装置５を操作するようにしたことにある。

ゴンドラ１６は、ナセル２の下方から延びたワイヤー１９によって吊り下げられている。ナセル２の内部には、図示しないウインチが備えられている。作業者２０は、欠陥検出装置５を持ってゴンドラ１６に乗車し、ウインチを作動させてワイヤー１９に接続されたゴンドラ１６を所定の高さ位置に移動させる。欠陥検出装置５はゴンドラ１６に固定するようにしても良い。ナセル２の旋回に合わせ、作業者２０がタワー３の外周に沿って欠陥検出装置５を移動させ、欠陥検出装置５でタワー３の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。作業者２０は、ゴンドラ１６の高さ位置を変えることで、タワー３における複数箇所の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。ナセル２、ワイヤー１９及びゴンドラ１６は、欠陥検出装置５を移動させる移動手段を構成している。

ナセル２の旋回によって開口状態が変化した欠陥箇所は、温度が変化するので、欠陥検出装置５はこの温度変化を検出して欠陥箇所を特定する。

第１２実施例では、ナセル２を旋回に合わせて作業者２０が欠陥検出装置５を移動させ、欠陥検出装置５にて溶接部７、ボルト締結部における隙間の温度変化を検出する。第１２実施例では、この温度変化を検出することにより、溶接部７、ボルト締結部の欠陥を検出することが可能となる。

第１２実施例によれば、ゴンドラ１６によって欠陥検出装置５を移動させ欠陥の検出を行うようにしているので、ナセル２を旋回状態に応じたタワー３の欠陥を検出することができる。

次に本発明の第１３実施例について図１４を用いて説明する。図１４は、本発明の第１３実施例に係る風力発電装置のタワーの外観模式図である。第１乃至第１２実施例と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第１３実施例において、第１乃至第１２実施例と異なるところは、欠陥検出装置５を無人飛行体１１に搭載し、ナセル２搭載前後のタワー３外表面における溶接部７、ボルト締結部の開口状態の変化を検査するようにしたことにある。

無人飛行体１１は無線により操作され、タワー３の外周を飛行し、無人飛行体１１に搭載された欠陥検出装置５がタワー３の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。無人飛行体１１は、高度を変えることで、タワー３における複数箇所の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。無人飛行体１１は、欠陥検出装置５を移動させる移動手段を構成している。

まず、ナセル２搭載前、無人飛行体１１がタワー３の外周を飛行し、無人飛行体１１に搭載された欠陥検出装置５がタワー３の溶接部７、ボルト締結部を撮像し、タワー３外表面の開口状態の変化を検査する。

次にナセル２を搭載後、無人飛行体１１がタワー３の外周を飛行し、無人飛行体１１に搭載された欠陥検出装置５がタワー３の溶接部７、ボルト締結部を撮像し、タワー３外表面の開口状態の変化を検査する。

そして、ナセル２搭載前後の温度変化を比較する。溶接部７における溶接不良、ボルト締結部におけるボルトの締め付け不足がある場所は欠陥箇所であり、ナセル２搭載前後で開口（隙間）が生じることにより温度が変化するので、欠陥検出装置５はこの温度変化を検出して欠陥箇所を特定する。

第１３実施例では、欠陥検出装置５を搭載した無人飛行体１１をタワー３の外周にそって移動させ、欠陥検出装置５にて溶接部７、ボルト締結部における開口（隙間）の温度変化を検出する。第１３実施例では、この温度変化を検出することにより、溶接部７、ボルト締結部の欠陥を検出することが可能となる。

第１３実施例によれば、欠陥検出装置５を搭載した無人飛行体１１によって欠陥の検出を行うようにしているので、建設中のタワー３の欠陥を検出することができる。

次に本発明の第１４実施例について図１５を用いて説明する。図１５は、本発明の第１４実施例に係る風力発電装置のタワーの外観模式図である。第１乃至第１３実施例と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第１４実施例において、第１乃至第１３実施例と異なるところは、欠陥検出装置５を自走式ロボット１２に搭載し、ナセル２搭載前後のタワー３外表面における溶接部７、ボルト締結部の開口状態の変化を検査するようにしたことにある。

自走式ロボット１２は無線により操作され、タワー３の外周を走行し、自走式ロボット１２に搭載された欠陥検出装置５がタワー３の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。自走式ロボット１２は、高さ位置を変えることで、タワー３における複数箇所の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。自走式ロボット１２は、欠陥検出装置５を移動させる移動手段を構成している。

まず、ナセル２搭載前、自走式ロボット１２がタワー３の外周を走行し、自走式ロボット１２に搭載された欠陥検出装置５がタワー３の溶接部７、ボルト締結部を撮像し、タワー３外表面の開口状態の変化を検査する。

次にナセル２を搭載後、自走式ロボット１２がタワー３の外周を走行し、自走式ロボット１２に搭載された欠陥検出装置５がタワー３の溶接部７、ボルト締結部を撮像し、タワー３外表面の開口状態の変化を検査する。

そして、ナセル２搭載前後の温度変化を比較する。溶接部７における溶接不良、ボルト締結部におけるボルトの締め付け不足がある場所は欠陥箇所であり、ナセル２搭載前後で開口（隙間）が生じることにより温度が変化するので、欠陥検出装置５はこの温度変化を検出して欠陥箇所を特定する。

第１４実施例では、欠陥検出装置５を搭載した自走式ロボット１２をタワー３の外周にそって移動させ、欠陥検出装置５にて溶接部７、ボルト締結部における開口（隙間）の温度変化を検出する。第１３実施例では、この温度変化を検出することにより、溶接部７、ボルト締結部の欠陥を検出することが可能となる。

第１４実施例によれば、欠陥検出装置５を搭載した無人飛行体１１によって欠陥の検出を行うようにしているので、建設中のタワー３の欠陥を検出することができる。

次に本発明の第１５実施例について図１６を用いて説明する。図１６は、本発明の第１５実施例に係る風力発電装置の外観模式図である。第１乃至第１４実施例と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第１５実施例において、第１乃至第１４実施例と異なるところは、欠陥検出装置５にペイントガン等の明示手段１８を搭載し、明示手段１８により欠陥検出位置１７を特定するようにしたことにある。

第１実施例と同様、欠陥検出装置５はワイヤー６によってナセル２から吊下げられている。欠陥検出装置５は、ナセル２の旋回と共に、タワー３の外周を周方向に移動し、溶接部７、ボルト締結部を撮像する。ナセル２及びワイヤー６は、欠陥検出装置５を移動させる移動手段を構成している。

欠陥検出装置５によって溶接部７、ボルト締結部の欠陥を検出した場合、その欠陥箇所が特定できるような目印が必要となる。そこで、第１５実施例では欠陥検出装置５にペイントガン等の明示手段１８を搭載した。

ナセル２の旋回と共に欠陥検出装置５がタワー３の外周を移動し、欠陥検出装置５が溶接部７、ボルト締結部の欠陥を検出した場合、作業者は明示手段１８を操作し、タワー３の欠陥箇所にインクを塗布する。そして、作業者は、この塗布されたインクの箇所を目印として、欠陥箇所の補修作業を実施する。

第１５実施例によれば、欠陥検出装置５にペイントガン等の明示手段１８を搭載するようにしているので、検出された欠陥箇所を容易に把握することができる。

次に本発明の第１６実施例について図１７を用いて説明する。図１７は、本発明の第１６実施例に係る風力発電装置の外観模式図である。第１乃至第１５実施例と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第１６実施例において、第１５実施例と異なるところは、無人飛行体１１に欠陥検出装置５と明示手段１８を搭載したことにある。

第４実施例と同様、欠陥検出装置５を搭載した無人飛行体１１は、無線により操作され、タワー３の外周を飛行する。ナセル２の旋回に合わせ、無人飛行体１１がタワー３の外周を飛行し、無人飛行体１１に搭載された欠陥検出装置５がタワー３の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。無人飛行体１１は、欠陥検出装置５を移動させる移動手段を構成している。

ナセル２の旋回に合わせ、欠陥検出装置５を搭載した無人飛行体１１がタワー３の外周を移動し、欠陥検出装置５が溶接部７、ボルト締結部の欠陥を検出した場合、作業者は明示手段１８を操作し、タワー３の欠陥箇所にインクを塗布する。そして、作業者は、この塗布されたインクの箇所を目印として、欠陥箇所の補修作業を実施する。明示手段１８は欠陥検出位置を明示する機能を備える。

第１６実施例によれば、無人飛行体１１にペイントガン等の明示手段１８を搭載するようにしているので、検出された欠陥箇所を容易に把握することができる。

次に本発明の第１７実施例について図１８を用いて説明する。図１８は、本発明の第１７実施例に係る風力発電装置の外観模式図である。第１乃至第１６実施例と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第１７実施例において、第１５及び第１６実施例と異なるところは、自走式ロボット１２に欠陥検出装置５と明示手段１８を搭載したことにある。

第６実施例と同様、欠陥検出装置５を搭載した自走式ロボット１２は、無線により操作され、タワー３の外周を移動する。ナセル２の旋回に合わせ、自走式ロボット１２がタワー３の外周を移動し、自走式ロボット１２に搭載された欠陥検出装置５がタワー３の溶接部７、ボルト締結部を撮像する。自走式ロボット１２は、欠陥検出装置５を移動させる移動手段を構成している。

ナセル２の旋回に合わせ、欠陥検出装置５を搭載した自走式ロボット１２がタワー３の外周を移動し、欠陥検出装置５が溶接部７、ボルト締結部の欠陥を検出した場合、作業者は明示手段１８を操作し、タワー３の欠陥箇所にインクを塗布する。そして、作業者は、この塗布されたインクの箇所を目印として、欠陥箇所の補修作業を実施する。明示手段１８は欠陥検出位置を明示する機能を備える。

第１６実施例によれば、自走式ロボット１２にペイントガン等の明示手段１８を搭載するようにしているので、検出された欠陥箇所を容易に把握することができる。

以上説明したように本発明に係る各実施例によれば、運用コストの上昇を抑え、信頼性を向上させた風力発電装置の検査装置を提供することができる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定するものではなく、様々な変形例が含まれる。上述した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定するものではない。

１…ブレード、２…ナセル、３…タワー、４…ハッチ、５…欠陥検出装置、６…ワイヤー、７…溶接部、８…ワイヤー保持部、９…ウインチ、１０…踊り場、１１…無人飛行体、１２…自走式ロボット、１３…足場、１４…高所作業車、１５…梯子、１６…ゴンドラ、１７…欠陥検出位置、１８…明示手段、１９…ワイヤー、２０…作業者、２１…主軸、２２…増速機、２３…発電機

Claims (14)

1. 風を受けて回転するブレードと、
   前記ブレードの加重を支持するナセルと、
   複数の部材が接続されて構成され、前記ナセルを旋回可能に支持するタワーと、
   前記タワーの接続部における欠陥を検出する欠陥検出装置と、
   前記欠陥検出装置を移動させる移動手段と、
   前記ナセルを旋回させる駆動手段と、を備え、
   前記移動手段は前記駆動手段の旋回動作に合わせて前記欠陥検出装置を移動させ、
   前記欠陥検出装置は、前記タワーの接続部における開口状態に基づいて欠陥を検出することを特徴とする風力発電装置の検査装置。
2. 請求項１において、
   前記欠陥検出装置は赤外線カメラを備えていることを特徴とする風力発電装置の検査装置。
3. 請求項１において、
   前記接続部は溶接部及びボルト締結部であることを特徴とする風力発電装置の検査装置。
4. 請求項１又は２において、
   前記移動手段は前記ナセル及び前記ナセルに備えられたワイヤーで構成され、
   前記欠陥検出装置は前記ワイヤーに固定されたことを特徴とする風力発電装置の検査装置。
5. 請求項４において、
   前記ナセルには、前記ワイヤーを引き出し、又は巻き取るウインチを備え、
   前記ウインチの操作により前記欠陥検出装置の上下方向の位置を変更することを特徴とする風力発電装置の検査装置。
6. 請求項４において、
   前記欠陥検出装置から地上側に延びた前記ワイヤーは複数本備えられ、前記複数本のワイヤーの地上側下端をワイヤー保持部材にて固定したことを特徴とする風力発電装置の検査装置。
7. 請求項５において、
   前記ウインチは、前記タワーの内部に配置したことを特徴とする風力発電装置の検査装置。
8. 請求項１又は２において、
   前記移動手段は、前記タワーの外部又は内部を飛行する無人飛行体で構成され、
   前記欠陥検出装置は前記無人飛行体に搭載したことを特徴とする風力発電装置の検査装置。
9. 請求項１又は２において、
   前記移動手段は、前記タワーの外部又は内部を走行する自走式ロボットで構成され、
   前記欠陥検出装置は前記自走式ロボットに搭載したことを特徴とする風力発電装置の検査装置。
10. 請求項１又は２において、
    前記移動手段は、高所作業車で構成され、
    前記欠陥検出装置は前記高所作業車に搭載したことを特徴とする風力発電装置の検査装
    置。
11. 請求項１又は２において、
    前記移動手段は、前記ナセル、前記ナセルに備えられたワイヤー及び前記ワイヤーに接続されたゴンドラで構成され、
    前記欠陥検出装置は前記ゴンドラに固定したことを特徴とする風力発電装置の検査装置。
12. 請求項１又は２において、
    前記移動手段は、欠陥検出位置を明示する明示手段を備えたことを特徴とする風力発電装置の検査装置。
13. 風を受けて回転するブレードと、
    前記ブレードの加重を支持するナセルと、
    複数の部材が接続されて構成され、前記ナセルを旋回可能に支持するタワーと、
    前記タワーの接続部における欠陥を検出する欠陥検出装置と、
    前記欠陥検出装置を移動させる移動手段と、を備え、
    前記欠陥検出装置は、前記タワーに前記ナセル搭載前後における前記接続部の開口変化から欠陥を検出することを特徴とする風力発電装置の検査装置。
14. 風を受けて回転するブレードと、
    前記ブレードの加重を支持するナセルと、
    複数の部材が接続されて構成され、前記ナセルを旋回可能に支持するタワーと、
    前記タワーの接続部における欠陥を検出する欠陥検出装置と、を備えた風力発電装置の検査方法であって、
    前記欠陥検出装置は、前記ナセルの旋回動作に合わせて移動させ前記接続部の開口状態の変化から欠陥を検出することを特徴とする風力発電装置の検査方法。

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