JP6743060B2 - 識別マーカー装置を備える風力タービン - Google Patents

Description

本発明は、限定するものではないが、特に、風力タービンのナセルにおいて用いるのに適した識別マーカー装置に関する。

商業規模の風力タービンは、通常、集合させることで風力タービンアレイとされ、これは、ウィンドファーム又はウィンドパークとも呼ばれる。これにより、ウィンドパーク操業者は、例えば設置及びメンテナンスに関して、規模の経済性の利益を得ることができる。

風力タービンのナセルは、メンテナンスを行うために、ヘリコプターでアクセスされることがある。これは、特に洋上ウィンドパークの場合に当てはまる。洋上ウィンドパークの場合、空路でのアクセスは、保守要員を好適なツール及び構成部品とともに、比較的低コストで特定の風力タービンへと運ぶことができることから、はるかにコスト効果的である。

保守要員を正しい風力タービンへと運ぶために、当然ながら、風力タービンは、空中から識別可能である必要がある。したがって、風力タービンのナセルに、搭乗員が離れたところから読むことができる程度に大きい記号で好適なＩＤマークを表示するＩＤプレートを設けることが既知である。

しかしながら、ナセルにマークを付けるこの手法の欠点は、ＩＤプレートが、一般に、大きくて扱いにくい物品であり、風力タービン用地に共通した突風の多い条件では取付けが難しいため、設置の前に取り付けることが通常好ましいことである。しかしながら、ウィンドパークの個々の風力タービンには、風力タービンが設置されて初めて、例えば試運転の間に、識別番号が割り振られる場合もある。したがって、この時点でナセルにＩＤプレートを設置することは、実際的ではない可能性があることが理解される。したがって、識別番号を試運転後に、ただし、ナセルの高さにおいて通常直面する極端な気象条件でも実際的な方法で、風力タービンに施すことが可能である解決策が必要である。

かかる背景に対し、本発明が考案された。

第１の態様において、本発明の実施形態は、風力タービン設備を空中から識別することを可能にする風力タービンＩＤマーカー装置であって、タイルのパターンが取外し可能に取り付けられる表示面を有する、風力タービンＩＤマーカー装置を提供する。

本発明の利益は、タイルが小さくて運びやすいことから、風力タービンを現場で建設した後に、保守要員が容易に、タイルを、認識可能なパターン、例えば、１つの英数字又は更には複数の英数字へと構成することができることである。タイルは、ボルト等の締結具の場合とは異なり非貫通的な方法で、表示面に取外し可能に取り付けられることが有利である。これにより、表示面の穴における固定穴の必要性が回避される。これらの穴は、例えば、風力タービンナセルの場合、構造を弱化させる可能性があるため、また、塩分を含む空気がナセルの内部に入る可能性があるため、また、ナセル内の環境制御を損ない得ることから望ましくない。

本発明においては、原則として、タイルのパターンを任意の選択した形状に構成するのに用いることができ、タイルのパターンは、ＩＤ記号、例えば英数字を表示するように構成可能であることが理解される。

タイルを表示面上に取外し可能に取り付けるために、種々の締結手段が提供される。締結手段は、ベースとなる表示面に貫通部は必要がない、すなわち、表示面の構造的完全性に影響を及ぼさないことが好ましい。このような締結手段の１つの例は、接着剤である。

タイルのパターンが、ある記号を画定するように選択したタイルを表示面に取り付けるアディティブ工程において構成される場合、締結手段は、タイルが表示面に取り付けられると固定接着する取外し不能な接着剤とすることができる。代替的には、タイルのパターンが、選択したタイルを、表示面に取り付けられたタイルの配列から表示面上に記号を残すように取り除くサブトラクティブ工程において構成される場合、取外し可能な接着剤が適切である。

フックアンドループ締結システム等の機械的締結システムを、接着剤の代わりに用いてもよい。

パターンの視認性を最大限に高めるために、タイルは、タイルの背景としての役目を果たす表示面とコントラストをなすように着色することができる。劣悪な条件でも視認性を最大限に高めるように、高度なコントラストが好ましいものとなり得る。

上記実施形態では、表示面は、タワー若しくはナセル、又は、洋上設備の場合、基礎部分等の風力タービンの他の任意の付帯構造物等の、風力タービン設備の外方に面する任意の表面とすることができる。したがって、本発明は、ＩＤマーカー装置を備える風力タービン構成部品にまで拡張される。さらに、本発明は、変電設備及び電気機器を収容する建物等の、風力タービン設備の他の部分に取り付けられるＩＤマーカー装置を包含する。

別の態様において、本発明は、視覚的なＩＤマーカー装置を風力タービン設備に設ける方法であって、風力タービン設備に関連する、配列状に配置された複数のタイルを保持する表示面を準備することと、認識可能な記号のパターンを形成するために、複数のタイルのうちの選択したタイルを配列から取り除くこととを含む、方法に関する。

反対に、別の態様において、本発明は、視覚的なＩＤマーカー装置を風力タービン設備に設ける方法であって、風力タービン設備に関連する表示面を準備することと、タイルのパターンを認識可能な記号の形状で形成するように、複数のタイルを表示面に取り付けることとを含む、方法に関する。

より完全に理解することができるように、以下、本発明を、添付の図面に関する単なる例示として記載する。

風力タービン設備の正面図である。 本発明の一実施形態に係るＩＤマーカー装置を示している、図１の風力タービン設備のナセルの斜視図である。 図２に示されているＩＤマーカー装置の単一の記号配列の図である。 識別番号を表示するように構成されたＩＤマーカー装置を示す、図２と同様の斜視図である。

風力タービン設備は、空中から識別可能である必要がある。これは、主に、ヘリコプターに搭乗している搭乗員が、通常、ウィンドパークを構成している多くの風力タービン設備のうちから、個々の風力タービン設備を識別することを可能にするためである。

これまで、この要件は、個別の風力タービンのナセル上に固定されたＩＤプレートを用いることによって満たされていた。このようなＩＤプレートは、通常、ＩＤプレートが取り付けられる特定のタービンを識別するのに必要な任意の好適なＩＤ体系を表示する。このようなＩＤ体系は、風力タービンの製造業者にとって独自のものである。しかしながら、風力タービン用地によく見られる荒天条件は、これらのＩＤプレートを風力タービンの設置後に風力タービンに追加導入することを難しくしている。

本発明は、風力タービンが設置された後に構成することができる、構成可能なＩＤマーカーの形態で、この問題に対する解決策を提供する。

このマーク付け装置は、風力タービンの表示面において配列状に配置される要素又はタイルの形態をとり、この配列は、上記要素が、認識可能な記号、標号、又は印を画定するパターンへと形成されるように構成可能である。表示面は、風力タービンのナセルの上面であることが好ましい。

図１を参照すると、風力タービン設備２は、タワー６の頂部に取り付けられる風力タービンナセル又は「モジュール」４を備え、タワー６自体は、通常の様式で基礎部分８に固定されている。風力タービンモジュール４は、風力タービン設備２の種々の発電構成部品を収容及び支持する。発電構成部品のうちの１つは、ハブ１２と、ローターディスク１６を画定する３つのブレード１４とを備えるローター１０である。図２に示されている風力タービン設備は、一般的なタイプのシステムである水平軸風力タービン（ＨＡＷＴ）であるが、本発明を同様に適用可能である他のタイプも存在する。既知のように、ブレード１４に作用する風の流れにより、ローター１０が回転し、それにより、風力タービンモジュール４内に収容されている発電機器が駆動される。

風力タービンモジュール４は、図２においてより詳細に示されている。図２では、或る領域が、差込図において拡大されて示されている。この図では、風力タービンモジュール４は、必要な細部を不明瞭にしないように、ローター１０が取り付けられていない状態で示されていることを理解すべきである。これより、風力タービンモジュール４は、ナセルと称する。

ナセル４は、箱状の形状であり、平面形状は概ね矩形である。これにより、ナセル４には、表示面２２としての役目を果たす広い上面又は「屋根」２０が設けられている。

表示面２２にはＩＤマーカー装置２４が備わっており、ＩＤマーカー装置２４を空中からはっきりと見ることができるように、ＩＤマーカー装置２４は、背景を提供する表示面２２の周囲領域とのコントラストをなす色で、１つ以上の英数字を表示するように構成することができる。

この実施形態では、ＩＤマーカー装置２４は、５つの文字記号配列体２６を有するが、本発明は、表示面２２上に保持される単一の文字記号配列体にも適用可能である。図２では、明確にするために、５つの文字記号配列体２６のうちの２つのみに符番を付している。文字記号配列体２６のそれぞれは、行及び列をなして配置される要素２８の配列体から成り、本実施形態では、矩形状の配列体２６を形成している。説明されるように、要素２８のそれぞれは、タイルの態様の形態で平坦で矩形の形状であり、これより、要素２８はタイルと称する。

タイル２８のそれぞれの間の分離は、図２において見ることができるが、図３においてより明確に示されている。この図における文字記号配列体２６は、一例として与えられているが、他の構成も許容されることを理解すべきである。

図３の矩形配列体２６において、７行５列（７×５）のタイル２８が存在し、全部で３５個のタイル２８を提供している。明確にするために、３つのタイルのみに符号を付している。各タイル２８は、幅およそ１８ｃｍ及び高さおよそ２１ｃｍであり、隣り合うタイルから５ｍｍの余白３０によって分離されている。この配置により、高さおよそ１．５ｍ及び幅９０ｃｍの全体寸法を有する文字記号配列体がもたらされる。理解されるように、各文字記号配列体２６は、認識可能な文字記号を画定するパターンへと構成可能であり、このような配列のサイズは、文字記号が空中から識別可能であるために十分であるとみなされる。この特定の実施形態では、文字記号配列体の寸法は、文字記号の高さを英国では１．５ｍよりも大きく、他の欧州諸国では１．２ｍよりも大きくすべきという法的要件を満たすものである。とはいえ、高さ１ｍ（及び幅およそ６００ｍｍ（０．６ｍ））未満の文字記号はこの目的では実用的でないため、これがおおよそ文字記号の最小限度の高さとなることが想定される。このように７行５列の直線形状の配列体に構成することにより、アルファベット及び０〜９の数字の全ての文字を正確に画定することができるようになる。より低「解像度」の文字記号配列体、例えば６行４列（６×４）が許容され、これは文字記号へと構成することがより容易であると思われるが、これらの文字記号の読みやすさに対しネガティブな影響を与える可能性があることが理解される。反対に、より高解像度、例えば９行７列（９×７）の配列も許容され、これはよりきれいな見た目の文字記号をもたらすが、それと引き換えに、配列体を所望の形状に構成するのにより多くの時間が必要となることも理解される。つまり、７×５の配列体サイズが、これらの要素の間の適切な妥協点になると考えられる。

想定される文字記号の最小限度の高さであるおよそ１ｍｍ、及び文字記号配列体の想定される最大の実用解像度（９×７）を考慮すると、タイルの最小高さはおよそ１１ｃｍ（１１０ｍｍ）、最小幅はおよそ０．８５ｃｍ（８５ｍｍ）となる。

この実施形態では、タイル２８は、ビニール又はポリウレタン（ＰＵ）等の好適なポリマー材料から形成される。各タイル２８には、ナセル４の表示面２２とコントラストをなすように着色された上面が設けられる。タイル２８の底面において、タイル２８は接着剤層を有しており、それにより、各タイル２８がステッカーのようになっている。接着剤の代わりとして、タイル２８の裏面全体に又は不連続のパッチとして施された、面ファスナー（フックアンドループ締結システム）等の他の手段を用いることができることが想定される。システムが機能することが予期される環境条件のために、頑丈なタイプのシステムが好ましい。

タイル２８は、ナセル４の製造中に個々に表示面２２に取り付けることができる。代替的には、文字記号配列体２６は、単一のステッカー態様のユニットとして取り付けることができ、この場合、タイル２８は、必要に応じて取り除くことができるプレカット（pre-cut）形態で提供されることが想定される。これにより、文字記号配列体２６を表示面２２に取り付ける手順が簡略化される。このようなユニットでは、個々のタイル２８は、例えばミシン目線、スコア線等の好適な弱化線によって境界を定めることができ、これにより、選択したタイル２８をこのユニットから分離することが可能である。

タイル２８に可撓性があり、それにより、タイルを表示面上に配置して所定位置に押すことにより、接着剤によりタイル２８が適所に固定される。図２において見ることができるように、表示面２２は、概して平坦であるが、特に表面の幅にわたって或る程度の曲率を有する。したがって、タイル２８の可撓性により、タイル２８は、その下にある表示面２２の輪郭に従うことができ、それにより、例示として図２に示されているような表面の任意の山部３１又は谷部３２に適合する。表示面２２が完全に平坦な場合、タイル２８は実質的に剛性であることが許容され、したがって、ポリカーボネート（ＰＣ）又はポリプロピレン（ＰＰ）等の好適な硬質ポリマーから作製されることが理解される。このような場合、剛性のタイル２８は、文字記号配列体２６を画定する、より大きいパネル（図示せず）の一部を形成することができ、各タイル２８は、このパネルから、隣接するタイル２８を損傷することなく分離可能であることが想定される。

タイル２８は、接着剤によって表示面２２に固定されることが想定されるが、別の形態の一時的な固定具を用いる実施形態が想定される。例えば、タイル２８は、クイックリリースラッチピン、プッシュピン、又はホック（poppers）、又は更には面ファスナー締結機構等の解除可能に係止可能な機械的締結具によって表示面２２に固定することができる。タイル２８を表示面２２に締結するこれらの手段の全ては、ボルト等の締結具の場合とは異なり非貫通式であることに留意すべきである。ボルトのような貫通式締結具を用いるには、全てのタイル２８を表示面２２に固定することを可能にするために、表示面２２に多くの穴を形成する必要がある。このような穴は、表示面２２の構造を弱化させる可能性があり、外部環境に対する侵入点として作用し、それにより、塩分を含む空気がナセルの内部に入り得ることから望ましくない。

タイル２８は、表示面２２から取り除くことができるため、保守要員は、タイル２８のうちの選択されたタイル２８を取り除くことにより、残りのタイルが認識可能な識別パターン、マーク、標号、又は印を形成することができる。理論的には、マークは、当該風力タービンを他の風力タービンから識別することを可能にする任意のものとすることができるが、英数字が最も好適であることが想定される。

これを踏まえて、図４を参照すると、この図では、文字記号配列体２６のそれぞれが、認識可能な一連の英数字となるように構成され、この例では「ＡＢＣ１２」である風力タービンＩＤ番号を画定するようになっていることを見ることができる。

上述の実施形態では、文字記号配列体２６を構成するプロセスは、本質的には、認識可能な記号を形成するパターンを後に残すように、選択したタイル２８を配列から取り除く「サブトラクティブ」なものである。このことは、いくつかの利点をもたらす。例えば、保守要員は、予め選択したタイルを取り除き、何らかの方法で処分するだけでよい。容器を、例えば、ナセル４に配置することができ、この容器に、タイル２８を表示面２２から取り除かれた後に入れることができる。タイル２８は、文字記号配列体２６の再構成が必要になった場合に再使用することができる。したがって、保守要員は、タイル２８のいずれも運び去る必要がなく、適切な耐候性の環境に好適に収容された状態でナセル４に放置することができる。

一方、本発明は、必要な記号を構築するためにタイルを所定のグリッド、パターン、又は「ブランク」の配列に固定する「アディティブ」法で実現することもできることが想定される。この手法の１つの潜在的な欠点は、文字記号配列体を必要な文字記号で構成するために、多数のタイル２８をナセル４に運ぶ必要があり得ることである。しかし、この問題は、保守要員による取付けの準備が整った好適な容器としてタイル２８の保管部をナセル４上又はナセル４内に設けることによって解決することができる。このようなアディティブ法によるタイル構成において、タイル２８を表示面２２に締結する手段は永久的なものであってもよく、例えば、取外し可能なものではなく永久接合をもたらす接着剤、又は取外し不能な固定をもたらすスナップ固定具若しくはリベット等の機械的締結具であってもよい。したがって、上記記載において、「配列体」という用語は、例えば図２のように、選択したタイルを取り除いて文字記号を形成するように行及び列をなして配置された複数のタイル２８を意味するだけでなく、本明細書に記載されているようにサブトラクティブ法又はアディティブ法によって、文字記号を画定するタイルの構成も意図されることが理解される。

上記実施形態では、タイル２８は、文字記号配列体から取り除くか又は文字記号配列体に取り付けることができる概して平坦な矩形部材として記載されている。タイル２８のこの構成は、例示として与えられているにすぎず、他の形態が想定されることに留意すべきである。例えば、タイル２８は、円形タイル等の矩形でない形状とすることができる。

また、タイル２８は、平坦である必要はない。例えば、タイルは、表示面上に画定されている相補的な形状に適合することが可能な好適な形状で形成することができる。このための１つの方策としては、表示面上に設けられた、又は表示面によって画定され好適に係合される被係合機能部と係合する１つ以上の突起、節点、山部、又は他の形態の位置決め機能部をタイルの下面に設けることである。これらの位置決め機能部は、タイル２８を適所に保持するように永久的又は取外し可能に相互に連結することができる。

いくつかの代替的な実施形態を上記で説明した。しかし、当業者であれば、特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、上記実施形態に対して更なる変形及び変更を行うことができることが理解される。そのうちのいくつかの例を以下に説明する。

上述した実施形態では、ＩＤマーカー装置は、ナセルの表示面上に画定されるが、このことは必須ではなく、ＩＤマーカー装置は、原則として、他のものが視認できる位置、好ましくは空中から視認され得る任意の位置に設けることができることに留意すべきである。例えば、ＩＤマーカー装置は、ナセルに関連するプラットフォーム又はガントリ、例えばヘリポート又は通路に取り付けることができる。またさらに、表示面は、タワー自体の一部、すなわち、タワーに関連するするメンテナンスプラットフォーム等の好適な構成要素とすることができ、又は、表示面は、洋上風力タービン設備における風力タービン設備の基礎部分、例えば「ジャケット」式又は「トライポッド」式の基礎部分の一部とすることができる。またさらに、表示面は、風力タービンとは無関係の構成要素の一部とすることができ、例えば、ウィンドパークにおける変電所等のハウジングの一部とすることができる。

これらの変形形態の全てにおいて、表示面は、ナセル又はタワーの一部であるか否かに関わらず、風力タービン構成部品に設けられ得るということが分かる。

Claims (16)

1. 風力タービン設備を空中から識別することを可能にする風力タービンＩＤマーカー装置であって、風力タービンのナセルの外面によって形成されている表示面を備え、該表示面に複数のタイルが取り外し自在に取り付けられてタイルのパターンが形成されることを特徴とする、風力タービンＩＤマーカー装置。
2. 前記タイルは、締結手段によって前記表示面に取外し可能に取り付けられる、請求項１に記載の風力タービンＩＤマーカー装置。
3. 前記締結手段は、取外し可能な接着剤である、請求項２に記載の風力タービンＩＤマーカー装置。
4. 前記締結手段は、取外し可能な機械的締結システムである、請求項２に記載の風力タービンＩＤマーカー装置。
5. 前記機械的締結システムは、面ファスナーである、請求項４に記載の風力タービンＩＤマーカー装置。
6. 前記タイルは、該タイルの背景としての役目を果たす前記表示面とコントラストをなすように着色されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の風力タービンＩＤマーカー装置。
7. 前記タイルによって形成されるパターンは、ＩＤ記号を表示するように構成可能である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の風力タービンＩＤマーカー装置。
8. 前記タイルによって形成されるパターンは、選択したタイルを、前記表示面に取り付けられたタイルの配列から前記表示面上に記号を残すように取り除くサブトラクティブ工程において構成可能である、請求項７に記載の風力タービンＩＤマーカー装置。
9. 前記タイルによって形成されるパターンは、選択したタイルを前記表示面に記号を画定するように取り付けるアディティブ工程において構成可能である、請求項７に記載の風力タービンＩＤマーカー装置。
10. 前記配列は、６行４列〜９行７列の配列サイズを有する直線状の配列である、請求項８に記載の風力タービンＩＤマーカー装置。
11. 前記記号は、１０００ｍｍの最小記号高さを規定する、請求項７に記載の風力タービンＩＤマーカー装置。
12. 前記タイルは、１１０ｍｍの最小タイル高さを有する、請求項７に記載の風力タービンＩＤマーカー装置。
13. 前記表示面に取外し可能に取り付けられるタイルによって構成される１つ以上の更なるパターンを備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の風力タービンＩＤマーカー装置。
14. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のＩＤマーカー装置を備える、風力タービン構成部品。
15. 視覚的なＩＤマーカー装置を風力タービン設備に設ける方法であって、
    前記風力タービン設備に関連する、配列状に配置された複数のタイルを保持する表示面を設けることと、
    認識可能な記号のパターンを形成するために、前記複数のタイルのうちの選択したタイルを前記配列から取り除くことと、
    を含み、前記表示面は前記風力タービン設備のナセルの外面によって形成されている、方法。
16. 視覚的なＩＤマーカー装置を風力タービン設備に設ける方法であって、
    前記風力タービン設備に関連する表示面を設けることと、
    タイルのパターンを認識可能な記号の形状で形成するように、複数のタイルを前記表示面に取り付けることと、
    を含み、前記表示面は前記風力タービン設備のナセルの外面によって形成されている、方法。

Images