風力発電設備における仮設用の避雷針及びその避雷針の施工方法
【課題】この発明は、施工期間中の風力発電設備に設ける仮設用の避雷針及びその避雷針の施工方法の提供を目的とするものである。
【解決手段】風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に設ける避雷針において、当該風力発電設備のナセルカバー８の長手方向に複数設けられている吊り上げ用フック１０上に、複数の支持部材１３が立設され、各支持部材１３の先端は金属製線１４で接続され、また各支持部材１３は支持部材１３を流れる電流が地絡するように地面と接続され、支持部材１３は、下部が二股に分かれており、支持部材１３の二股部下端の前後に二つのアングル材を固定して当該アングル材の中央部間に間隙を設け、当該間隙に前記吊り上げ用フック１０を嵌め入れ、前記各アングル材及び吊り上げ用フック１０に予め設けられた貫通孔にねじ部材を通してナットで締め付け、ナセルカバー８の上面に固定した。
【解決手段】風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に設ける避雷針において、当該風力発電設備のナセルカバー８の長手方向に複数設けられている吊り上げ用フック１０上に、複数の支持部材１３が立設され、各支持部材１３の先端は金属製線１４で接続され、また各支持部材１３は支持部材１３を流れる電流が地絡するように地面と接続され、支持部材１３は、下部が二股に分かれており、支持部材１３の二股部下端の前後に二つのアングル材を固定して当該アングル材の中央部間に間隙を設け、当該間隙に前記吊り上げ用フック１０を嵌め入れ、前記各アングル材及び吊り上げ用フック１０に予め設けられた貫通孔にねじ部材を通してナットで締め付け、ナセルカバー８の上面に固定した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、施工期間中の風力発電設備に設ける仮設用の避雷針、及びその避雷針の施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風力発電設備は通常、風量が多く、遮蔽物の少ない土地、海岸、丘陵地等に建設される。また、風力発電設備の高さは、風力発電設備の種類にもよるが、大きいもので１００メートルを超えるものもある。従って、落雷の影響を受けやすい。
【０００３】
通常の風力発電設備は、構造上、ブレード(＝羽根)の部分が一番高い位置にあることになるが、当該ブレードの部分に落雷しても、大電流に耐えられる接地線を当該ブレードから地面まで引き下げ、地絡(＝アース)される構成となっている。または、特許文献１に示すように、当該ブレードが絶縁体で形成され、またナセル上に避雷針を設置する構成となっている。つまり、完成後の風力発電設備においては、種々の落雷対策がなされており、たとえ落雷しても、当該風力発電設備が雷電流によって破損したり焼損したりする可能性は少ない。
【特許文献１】特開２００１−１２３９３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、風力発電設備の施工を開始してから完成するまでには、通常約２〜３週間の期間が必要である。この風力発電設備の施工期間中は、当該風力発電設備に避雷針等を設ける等の落雷対策がなされておらず、当該風力発電設備に落雷した場合には、雷電流によって破損したり焼損したりするおそれがあった。
【０００５】
そこで、この発明は、上記従来技術を考慮したものであって、施工期間中の風力発電設備に設ける仮設用の避雷針及びその避雷針の施工方法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、請求項１の発明では、風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に設ける避雷針において、
当該風力発電設備のナセルカバーの長手方向に複数設けられている吊り上げ用フック上に、複数の棒状の導体が立設され、各導体の先端部は金属製線で接続され、
また各導体は当該導体を流れる電流が地絡するように地面と接続され、
前記導体は、下部が二股に分かれた支持部材から成り、当該支持部材の二股部下端の前後に二つのアングル材を固定して当該アングル材の中央部間に間隙を設け、当該間隙に前記吊り上げ用フックを嵌め入れ、前記各アングル材及び吊り上げ用フックに予め設けられた貫通孔にねじ部材を通してナットで締め付け、ナセルカバーの上面に固定した、仮設用避雷針とした。
【０００７】
請求項２の発明では、前記風力発電設備のロータ軸の外周に設けられている既設のねじ孔を利用して棒状の導体を当該箇所に当接させ、その上からねじ部材を螺着して、当該導体の下部をナセルの前面に固定し、当該導体の先端部と、請求項１に記載の導体の先端部とを金属製線で接続した、請求項１に記載の仮設用避雷針とした。
【０００８】
請求項３の発明では、ロータ軸の外周付近のナセルカバーの内側から外側に、棒状の導体を突き出させて固定した、請求項１に記載の仮設用避雷針とした。
【０００９】
請求項４の発明では、請求項３に記載の棒状の導体の先端部と、請求項１に記載の棒状の導体の先端部とを、金属製線で接続した、請求項３に記載の仮設用避雷針とした。
【００１０】
請求項５の発明では、前記導体が、ナセルの幅方向に左右に突き出した横棒を有した略Ｔ字型又は略十字型であって、各導体の当該横棒の複数の箇所は金属製線で接続されている、請求項１に記載の仮設用避雷針とした。
【００１１】
請求項６の発明では、請求項２に記載の導体又は請求項３に記載の導体が、ナセルの幅方向に左右に突き出した横棒を有した略Ｔ字型又は略十字型であって、当該導体の横棒と、請求項５に記載の各導体の横棒の複数の箇所は金属製線で接続されている、請求項５に記載の仮設用避雷針とした。
【００１２】
請求項７の発明では、風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に設ける避雷針において、
当該風力発電設備のナセルの外周が金属製のネットで覆われ、当該ネットは当該ネットを流れる電流が地絡するように地面と接続されている、仮設用避雷針とした。
【００１３】
請求項８の発明では、前記ネットは外側面から複数の棒状の導体が突き出している、請求項７に記載の仮設用避雷針とした。
【００１４】
請求項９の発明では、風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に設ける避雷針において、
当該風力発電設備の支柱の上端部からナセルの幅方向に左右に、井桁状又は格子状に組んだ棒状の導体が突き出されており、
当該導体は当該導体を流れる電流が地絡するように地面と接続されている、仮設用避雷針とした。
【００１５】
請求項１０の発明では、風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に設ける避雷針において、
当該風力発電設備のナセルカバーの長手方向に複数設けられている吊り上げ用フック上に、複数の棒状の導体が立設され、
当該導体は、ナセルの幅方向に左右に突き出した横棒を有した略Ｔ字型又は略十字型であり、
ナセル上の長手方向に立設された複数の導体の上、及びナセル外周に金属製のネットが被せられ、
また前記各導体は当該導体を流れる電流が地絡するように地面と接続されており、
前記導体は、下部が二股に分かれた支持部材から成り、当該支持部材の二股部下端の前後に二つのアングル材を固定して当該アングル材の中央部間に間隙を設け、当該間隙に前記吊り上げ用フックを嵌め入れ、前記各アングル材及び吊り上げ用フックに予め設けられた貫通孔にねじ部材を通してナットで締め付け、ナセルカバーの上面に固定した、仮設用避雷針とした。
【００１６】
請求項１１の発明では、風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に仮設用避雷針を設置する施工方法であって、
棒状の導体を当該風力発電設備のナセルカバーの長手方向に複数設けられている吊り上げ用フックに夫々立設するステップと、
当該各棒状の導体の先端又は横棒を金属製線で接続するステップと、
当該各棒状の導体を、当該導体を流れる電流が地絡するように地面と接続するステップを有する、請求項１又は５に記載の仮設用避雷針の施工方法とした。
【００１７】
請求項１２の発明では、前記吊り上げ用フックに夫々立設するステップ及び前記金属製線で接続するステップを予め地上で行い、仮設用の避雷針が設置されたナセルカバーを吊り上げて、風力発電設備のナセルに被せる、請求項１１に記載の仮設用避雷針の施工方法とした。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１〜１２の発明によれば、施工期間中の風力発電設備に、設置が容易な仮設用の避雷針を設ける構成としたため、施工期間中の当該風力発電設備への落雷を遮蔽し、当該風力発電設備が雷電流によって破損したり焼損したりすることを回避するものである。
【００１９】
また、請求項１及び５の発明によれば、風力発電設備のナセルカバーにあらかじめ設けられている吊り上げ用のフックを利用して、導体を立設する構成としたため、既存の風力発電設備を改造せずに、そのまま仮設用の避雷器を取り付けることができ、便宜である。
【００２０】
また特に、請求項３の発明によれば、ロータ軸の外周付近のナセルカバーの内側から外側に、棒状の導体を突き出させて固定する構成としたため、作業員は、ナセルカバーの内側で作業を行うことによって、棒状の導体をナセルカバーの内側から外側に突き出させて固定することができ、作業員の作業負担が軽減され、作業の安全性が高まる。更に、請求項３の発明によれば、請求項１の発明の構成に加えて、ロータ軸の外周付近のナセルカバーの内側から外側に、棒状の導体を突き出させるため、避雷針の保護範囲がさらに広がって、落雷に対する風力発電設備の安全性が高まり、便宜である。
【００２１】
また特に、請求項５の発明によれば、風力発電設備のナセルカバーに設けられている吊り上げ用のフックを利用して複数の略Ｔ字型又は略十字型の導体を立設し、各導体の複数の箇所を金属製線で接続する避雷針を設ける構成としたため、避雷針の保護範囲が広がって、落雷に対する風力発電設備の安全性が高まり、便宜である。
【００２２】
また請求項２、４、６の発明によれば、請求項１又は請求項５の発明の構成に加えて、ナセルの前端部に棒状の導体を立設し、又はロータ軸の外周付近のナセルカバーの内側から外側に、棒状の導体を突き出させ、当該棒状の導体と、ナセルカバーに設けられている吊り上げ用のフックを利用して立設した導体とを金属製線で接続するため、避雷針の保護範囲がさらに広がって、落雷に対する風力発電設備の安全性が高まり、便宜である。
【００２３】
また、雷雲が流れると雲の中に発生した電荷もそれに伴い移動するため、地表に誘起される反対の電荷との間に電位差が生じ、誘導雷が発生する。そしてこの誘導雷には、雲にプラスの電荷が発生するのか、マイナスの電荷が発生するのかによって、雷雲から地表に電流が流れる場合と、地表から雷雲に電流が流れる場合がある。そこで特に請求項７の発明によれば、風力発電設備のナセルの外周を金属製のネットで覆う構成としたため、また請求項８の発明によれば、風力発電設備のナセルの外周を複数の棒状の導体が突き出した金属製のネットで覆う構成としたため、通常の落雷や誘導雷によって、上空や雷雲から、地表に電流が流れる場合だけでなく、地表から、上空や雷雲に電流が流れる場合についても、雷を遮蔽することが可能となり、便宜である。また、金属製のネットをナセルに被せる構成としたため、取り付けや取り外しが非常に簡単で、便宜である。
【００２４】
また特に請求項９の発明によれば、風力発電設備の支柱の上端部からナセルの幅方向に左右に、井桁状又は格子状に組んだ棒状の導体を突き出す構成としたため、通常の落雷や誘導雷によって、地表から、上空や雷雲に電流が流れる場合について、雷を遮蔽することが可能となり、便宜である。
【００２５】
また特に請求項１０の発明によれば、風力発電設備のナセルカバーに設けられている吊り上げ用のフックを利用して複数の略Ｔ字型又は略十字型の導体を立設し、当該複数の略Ｔ字型又は略十字型の導体の上、及びナセルの外周に金属製のネットを被せる構成とすることによって、ネットとナセルの外周との間に距離ができ、より安全に雷を遮蔽することができるだけでなく、ネットの風力発電設備のナセルカバーに接触する部分が少なくなり、ナセルカバーに傷をつけない。さらに、ネットを複数の略Ｔ字型又は略十字型の導体の上、及びナセルの外周に被せる構成としたため、避雷針の保護範囲がナセル全体となり、ナセルカバーに立設する略Ｔ字型又は略十字型の導体の高さを、例えば１ｍ以下にして、あまり高くする必要がなくなる。そのため、仮設用避雷針を設置する作業者の負担が軽減され、作業の安全性も高まる。
【００２６】
また特に請求項１２の発明によれば、予め地上でナセルカバーの上面に仮設用の避雷針を設置する構成とすることによって、高所にあるナセルカバーの上で仮設用避雷針を設置するという作業員の負担が軽減され、作業の安全性も高まる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
この発明は、風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に設ける避雷針において、当該風力発電設備のナセルカバーの長手方向に複数設けられている吊り上げ用フック上に、複数の棒状の導体が立設され、各導体の先端は金属製線で接続され、また各導体は当該導体を流れる電流が地絡するように地面と接続され、前記棒状の導体は、下部が二股に分かれた支持部材から成り、当該支持部材の二股部下端の前後に二つのアングル材を固定して当該アングル材の中央部間に間隙を設け、当該間隙に前記吊り上げ用フックを嵌め入れ、前記各アングル材及び吊り上げ用フックに予め設けられた貫通孔にねじ部材を通してナットで締め付け、ナセルカバーの上面に固定した構成とすることにより、施工期間中の当該風力発電設備への落雷を遮蔽し、当該風力発電設備が雷電流によって破損したり焼損したりすることを回避するものである。
【実施例１】
【００２８】
図１は、仮設用避雷針の設置前の、施工期間中の風力発電設備Ａの構成を示す正面図である。施工期間中の風力発電設備Ａは、一般的な風力発電設備と同様の構成であって、ナセル１とナセル１を支える支柱２とからなる。ナセル１は、ブレード（＝羽根）を保持するロータ軸３、ロータ軸３に直結された増速器４、増速器４によって回転させられ、発電を行う発電機５、ロータ軸３の軸受装置６、発電機５の動作を制御する発電機制御装置７等を有しており、外面はナセルカバー８で覆われている。また、ナセルカバー８と支柱２との間にはスリップリング９が設けられている。なお、この風力発電設備Ａは施工中であり、ブレードは取り付けられていない。またナセルカバー８の上面には、複数の吊り上げ用のフック１０が設けられており、図２に示すこのフック１０の貫通孔１１を使用して、クレーン(図示省略)で地面から上空にナセルカバー８を持ち上げて、ナセル１に被せる。さらに、ナセルカバー８の上面の後端部には、風量計(図示省略)が設けられており、当該風量計を避雷させるための避雷針１２が設けられている。
【００２９】
上記のような状態の風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｂを設置する。具体的には、図３に示すように、本実施例における仮設用の避雷針Ｂは、棒状の導体からなる支持部材１３をナセルカバー８の上面に設置されているフック１０を利用して立設し、またロータ軸３の外周に設けられている既設のねじ孔を利用して棒状の導体からなる支持部材１３’を設置する。そして各支持部材１３及び１３’の先端を金属製線１４で接続して設置する。このような構成とするのは，送電線最上部の架空地線が落雷から遮蔽する役割を果たすのと同様の効果を、金属製線１４で得るためである。そして、落雷によって仮設用の避雷針Ｂに流れた雷電流が地絡されるように、各支持部材１３及び１３’と、地面とを地絡線２０で接続する。なお、ブレード(図示省略)用等に、既に風力発電設備Ａに地絡線が設けられている場合には、ナセル１内に設けられた地絡線の端子に、前記支持部材１３及び１３’から導出した地絡線２０を接続する。また図３に示すように、ナセルカバー８上面の後端部については、既に立設されている避雷針１２に金属製線１４を結びつけても良い。更に、風力発電設備Ａを設ける地域が雪の多い地域である場合、遠赤外線を利用する融雪塗料を塗布した金属製線１４を用いれば、金属製線１４に日が当たると、遠赤外線が出るため、金属製線１４に雪がつかない。また、金属製線１４に例えば、送電線に取り付けられている積雪回避用の難着敷設リング(図示省略)を取り付けておけば、雪が金属製線１４上に積っても、雪が成長する段階において回転するため、積った雪を自然に落とすことができる。そのため、雪の重みによって金属製線１４にたるみが出たり、破断したりすることを防止できる。
【００３０】
次に支持部材１３をナセルカバー８の上面に設置されているフック１０を利用して立設する施工方法について、図４及び図５を用いて具体的に説明する。図４の(A)図及び(Ｂ)図に示すように、支持部材１３は、二股に分かれており、下部に支持補助材１３aの上端が固定され、当該箇所から斜めに支持補助材１３aが垂れており、これらの支持部材１３の下端及び支持補助材１３aの下端の前後両側に二つのアングル材１５が固定され、このアングル材１５とアングル材１５との間の中央部は間隙１５aを有している。またこれらの二つのアングル材１５の中央部には貫通孔１６が夫々設けられている。そして、図５の(Ａ)図及び(Ｂ)図に示すように、前記フック１０を前記二つのアングル材１５の間の間隙１５aに嵌め入れ、フック１０の貫通孔１１と二つのアングル材１５の貫通孔１６とが合わさるようにアングル材１５を配置して、ねじ部材１７をこれらの貫通孔１１及び貫通孔１６に通して他端をナット１７aで締め付け、ねじ部材１７でアングル材１５とフック１０を一緒に螺着する。なお、図５の(Ａ)図に示すようにフック１０上に立設させた支持部材１３のアングル材１５の両端下面にスペーサー１８を設け、ナセルカバー８の上面とアングル材１５の下面との隙間にスペーサー１８を挟みながら、ねじ部材１７でアングル材１５とフック１０を一緒に螺着すれば、立設された支持部材１３に、がたつきが少なくなり、風圧荷重に対する強度も増す。また、ナセルカバー８の前端部については、図６に示すように、ロータ軸３の外周に設けられている既設のねじ孔を利用して支持部材１３’を当該箇所に当接させ、その上からねじ部材１９を螺着して、当該支持部材１３’の下部をナセル１の前面に固定する。
【００３１】
なお、本実施例では、ロータ軸３の外周に設けられている既設のねじ孔を利用して支持部材１３’をナセル１の前面に固定する構成を示したが、図７及び図８に示すように、ロータ軸３の外周付近のナセルカバー８の内側から外側に、支持部材２９を突き出させて固定する構成としても良い。この支持部材２９は、棒状の導体で構成されている。又は、軽量化のため、グラスファイバー製等の樹脂製素材から構成されていても良い。その場合には、図７に示すように、銅線、アルミ線等の金属製線３０を支持部材２９に巻きつけ、支持部材２９に導電性を持たせ、金属製線３０の一端を地絡線２０に接続する。また支持部材２９は伸縮自在、あるいは部材を継ぎ足すことによって、長さを変えることのできる構成であることが望ましい。このように支持部材２９をナセルカバー８の内側から外側に突き出させて固定する構成とすることによって、作業員は、ナセルカバー８の内側で作業を行うことによって、支持部材２９をナセルカバー８の内側から外側に突き出させて固定することができ、作業員の作業負担が軽減され、作業の安全性が高まる。
【００３２】
また、ナセルカバー８が風力発電設備Ａに設置された状態で、作業員がナセルカバー８の上面に設けられた複数の各ハッチ(図示省略)から顔を出して、あるいはナセルカバー８の上面に立って、仮設用の避雷針Ｂを設置する。この場合、予め地上でナセルカバー８の上面に仮設用の避雷針Ｂを設置しても良い。その場合には、図９に示すように、フック１０とアングル材１５と共に、Ｕクレビス２８をねじ部材１７で一緒に螺着し、ナセルカバー８をクレーンで吊り上げる際には、ナセルカバー８に仮設用の避雷針Ｂを取り付けた状態のまま、このＵクレビス２８にクレーンのフックを引っ掛けて吊り上げ、ナセル１に被せることもできる。
【００３３】
このように、風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｂを設置する構成とすることによって、施工期間中の当該風力発電設備への落雷を遮蔽する。従って、当該風力発電設備Ａが雷電流によって破損したり焼損したりすることを回避することができる。また、仮設用避雷針Ｂは、主として支持部材１３と金属製線１４により成る簡単な構成であるため、設置作業が容易である。さらに、予め地上でナセルカバー８の上面に仮設用の避雷針Ｂを設置しておけば、高所にあるナセルカバー８の上で仮設用避雷針Ｂを設置するという作業員の作業負担が軽減され、作業の安全性が高まる。
【実施例２】
【００３４】
図１０は、風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｃが設置された状態を示す平面図である。本実施例における仮設用の避雷針Ｃは、図１１に示すようにナセル１の幅方向に左右に突き出した横棒２１を有した略Ｔ字型の導体からなる支持部材２２及び２２’をナセルカバー８の上面に設置されているフック１０及びロータ軸３の外周のねじ孔を利用して立設し、各支持部材２２及び２２’の横棒２１の複数の箇所を金属線１４で接続して設置する。そして、落雷によって仮設用の避雷針Ｃに流れた雷電流が地絡されるように、各支持部材２２及び２２’と地面とを地絡線(図示省略)で接続する。なお、ブレード(図示省略)用等に、既に風力発電設備Ａに地絡線が設けられている場合には、ナセル１内に設けられた地絡線の端子に、前記支持部材２２及び２２’から導出した地絡線を接続する。また図１０に示すように、ナセルカバー８上面の後端部については、既に立設されている避雷針１２に金属製線１４を結びつけても良い。さらに、支持部材２２及び支持部材２２’の立設の方法は、実施例１の支持部材１３及び支持部材１３’の立設の方法と同様である。
【００３５】
なお、本実施例においては、仮設用の避雷針Ｃは、略Ｔ字型の導体からなる支持部材２２及び２２’を用いる構成を示したが、これに限定されるものではなく、横棒が支持部材の中心部に配置されている、略十字型の支持部材(図示省略)を用いる構成でも良い。この略十字型の支持部材は、略十字型に成型されているものを用いても良いし、棒状の支持部材に針金等で横棒を固定しても良い。
【００３６】
このように、風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｃを設置する構成とすることによって、避雷針の保護範囲が広がって、落雷に対する風力発電設備への遮蔽性が向上し、安全性も高まり、便宜である。
【００３７】
なお、仮設用の避雷針Ｃの上記以外の構成及び作用は、実施例１の仮設用の避雷針Ｂと同様である。
【実施例３】
【００３８】
図１２は、風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｄが設置された状態を示す正面図である。本実施例における仮設用の避雷針Ｄは、風力発電設備Ａのナセル１の外周を金属製のネット２３で覆って設置する。そして、落雷によって仮設用の避雷針Ｄに流れた雷電流が地絡されるように、金属製のネット２３と地面とを地絡線２０で接続する。なお、ブレード(図示省略)用等に、既に風力発電設備Ａに地絡線が設けられている場合には、ナセル１内に設けられた地絡線の端子に、前記金属製のネット２３から導出した地絡線２０を接続する。
【００３９】
このように、風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｄを設置する構成とすることによって、通常の落雷や誘導雷によって、上空や雷雲から、地表に電流が流れる場合だけでなく、地表から、上空や雷雲に電流が流れる場合についても、遮蔽させることが可能となり、安全性が向上する。また、金属製のネット２３をナセル１に被せる構成としたため、取り付けや取り外しが非常に簡単で、便宜である。
【００４０】
また、金属製のネット２３は、外側面から複数の棒状の導体(図示省略)が突き出している構成としても良い。このような構成とすれば、仮設用の避雷針Ｄによる遮蔽効果が向上する。なお、仮設用の避雷針Ｄの上記以外の構成及び作用は、実施例１の仮設用の避雷針Ｂと同様である。
【実施例４】
【００４１】
図１３は、風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｅが設置された状態を示す正面図である。本実施例における仮設用の避雷針Ｅは、風力発電設備Ａの支柱２の上端部からナセル１の幅方向及び前後方向に、格子状に組んだ棒状の導体２４を張り出させて設置する。そして、落雷によって仮設用の避雷針Ｅに流れた雷電流が地絡されるように、格子状に組んだ棒状の導体２４と地面とを地絡線２０で接続する。なお、ブレード(図示省略)用等に、既に風力発電設備Ａに地絡線が設けられている場合には、ナセル１内に設けられた地絡線の端子に、前記格子状に組んだ棒状の導体２４から導出した地絡線２０を接続する。
【００４２】
このように、風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｅを設置する構成とすることによって、通常の落雷や誘導雷によって、地表から、上空や雷雲に電流が流れる場合について、遮蔽効果を向上させることが可能となり、便宜である。なお、仮設用の避雷針Ｅの上記以外の構成及び作用は、実施例１の仮設用の避雷針Ｂと同様である。
【実施例５】
【００４３】
図１４は、風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｆが設置された状態を示す正面図である。本実施例における仮設用の避雷針Ｆは、ナセル１の幅方向に左右に突き出した横棒２５を有する、略Ｔ字型の複数の導体からなる支持部材２６及び２６’を、ナセルカバー８の上面に複数設けられたフック１０及びロータ軸３の外周のねじ孔を利用して立設し、支持部材２６及び２６’の上、及びナセル１の外周に金属製のネット２７を被せて設置する。そして、落雷によって仮設用の避雷針Ｆに流れた雷電流が地絡されるように、支持部材２６及び２６’と地面とを地絡線２０で接続する。なお、ブレード(図示省略)用等に、既に風力発電設備Ａに地絡線が設けられている場合には、ナセル１内に設けられた地絡線の端子に、前記支持部材２６及び２６’から導出した地絡線２０を接続する。また、支持部材２６及び支持部材２６’の立設の方法は、実施例１の支持部材１３及び支持部材１３’の立設の方法と同様である。なお、本実施例における避雷針Ｆの略Ｔ字型の支持部材２６及び２６’の形状は、実施例２と同様，略十字型でも良い。
【００４４】
このように、風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｆを設置する構成とすることによって、金属製のネット２７とナセル１の外周との間に距離ができ、より雷電流に対する遮蔽効果を向上させることができるだけでなく、金属製のネット２７が風力発電設備Ａのナセルカバー８に接触する部分が少なくなり、ナセルカバー８に傷をつけない。さらに、金属製のネット２７をナセル１の外周に被せる構成としたため、避雷針の保護範囲がナセル全体となり、ナセルカバー８に立設させる略Ｔ字型の支持部材２６及び２６’の高さを、例えば１ｍ以下にして、あまり高くする必要がなくなる。そのため、仮設用の避雷針を設置する作業者の負担が軽減され、作業の安全性も高まる。なお、仮設用の避雷針Ｆの上記以外の構成及び作用は、実施例１の仮設用の避雷針Ｂ、実施例２の仮設用の避雷針Ｃ、実施例３の仮設用の避雷針Ｄと同様である。
【００４５】
なお本明細書において、支持部材１３及び１３’、支持部材２２及び２２’、支持部材２６及び２６’は導体であると述べたが、これは支持部材の素材自体が導体である場合だけでなく、支持部材の素材はグラスファイバー等の樹脂であって、導体ではないが、支持部材の外周に金属製線等を巻き付けて、支持部材に導電性を持たせるように構成した場合も含まれる概念である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明に係る風力発電設備Ａの構成を示す正面図である。
【図２】図１のフックの部分を拡大した一部拡大図である。
【図３】この発明に係る風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｂを設置した状態を示す正面図である。
【図４】この発明に係る仮設用の避雷針Ｂの支持部材を示すもので、(A)図は正面図及び(Ｂ)図はその一部拡大図である。
【図５】この発明に係る風力発電設備Ａのフックに仮設用の避雷針Ｂの支持部材を立設した状態を示すもので、(Ａ)図は正面図及び(Ｂ)図はそのＧ−Ｇ断面図である。
【図６】この発明に係る風力発電設備Ａの前面に仮設用の避雷針Ｂの他の支持部材を取り付けた状態を示す側面図である。
【図７】この発明に係る風力発電設備Ａにさらに他の支持部材を用いて仮設用の避雷針Ｂを設置した状態を示す正面図である。
【図８】この発明に係る風力発電設備Ａにさらに他の支持部材を用いて仮設用の避雷針Ｂを設置した状態を示す平面図である。
【図９】この発明に係る風力発電設備Ａのフックに仮設用の避雷針Ｂの支持部材及びＵクレビスを螺着した状態を示す断面図である。
【図１０】この発明に係る風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｃを設置した状態を示す平面図である。
【図１１】この発明に係る風力発電設備Ａの前面に仮設用の避雷針Ｃの他の支持部材を取り付けた状態を示す側面図である。
【図１２】この発明に係る風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｄを設置した状態を示す正面図である。
【図１３】この発明に係る風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｅを設置した状態を示す斜視図である。
【図１４】この発明に係る風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｆを設置した状態の構成を示す正面図である。
【符号の説明】
【００４７】
Ａ：風力発電設備、Ｂ：仮設用の避雷針、Ｃ：仮設用の避雷針、Ｄ：仮設用の避雷針、Ｅ：仮設用の避雷針、Ｆ：仮設用の避雷針
１：ナセル、２：支柱、３：ロータ軸、４：増速器、５：発電機、６：軸受装置、７：発電機制御装置、８：ナセルカバー、９：スリップリング、１０：フック、１１：貫通孔、１２：避雷針、１３：支持部材、１３’：支持部材、１３a：支持補助材、１４：金属製線、１５：アングル材、１６：貫通孔、１７：ねじ部材、１７a：ナット、１８：スペーサー、１９：ねじ部材、２０：地絡線、２１：横棒、２２：支持部材、２２’：支持部材、２３：金属製のネット、２４：格子状に組んだ棒状の導体、２５：横棒、２６：支持部材、２６’：支持部材、２７：金属製のネット、２８：Ｕクレビス、２９：支持部材、３０：金属製線
【技術分野】
【０００１】
この発明は、施工期間中の風力発電設備に設ける仮設用の避雷針、及びその避雷針の施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風力発電設備は通常、風量が多く、遮蔽物の少ない土地、海岸、丘陵地等に建設される。また、風力発電設備の高さは、風力発電設備の種類にもよるが、大きいもので１００メートルを超えるものもある。従って、落雷の影響を受けやすい。
【０００３】
通常の風力発電設備は、構造上、ブレード(＝羽根)の部分が一番高い位置にあることになるが、当該ブレードの部分に落雷しても、大電流に耐えられる接地線を当該ブレードから地面まで引き下げ、地絡(＝アース)される構成となっている。または、特許文献１に示すように、当該ブレードが絶縁体で形成され、またナセル上に避雷針を設置する構成となっている。つまり、完成後の風力発電設備においては、種々の落雷対策がなされており、たとえ落雷しても、当該風力発電設備が雷電流によって破損したり焼損したりする可能性は少ない。
【特許文献１】特開２００１−１２３９３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、風力発電設備の施工を開始してから完成するまでには、通常約２〜３週間の期間が必要である。この風力発電設備の施工期間中は、当該風力発電設備に避雷針等を設ける等の落雷対策がなされておらず、当該風力発電設備に落雷した場合には、雷電流によって破損したり焼損したりするおそれがあった。
【０００５】
そこで、この発明は、上記従来技術を考慮したものであって、施工期間中の風力発電設備に設ける仮設用の避雷針及びその避雷針の施工方法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、請求項１の発明では、風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に設ける避雷針において、
当該風力発電設備のナセルカバーの長手方向に複数設けられている吊り上げ用フック上に、複数の棒状の導体が立設され、各導体の先端部は金属製線で接続され、
また各導体は当該導体を流れる電流が地絡するように地面と接続され、
前記導体は、下部が二股に分かれた支持部材から成り、当該支持部材の二股部下端の前後に二つのアングル材を固定して当該アングル材の中央部間に間隙を設け、当該間隙に前記吊り上げ用フックを嵌め入れ、前記各アングル材及び吊り上げ用フックに予め設けられた貫通孔にねじ部材を通してナットで締め付け、ナセルカバーの上面に固定した、仮設用避雷針とした。
【０００７】
請求項２の発明では、前記風力発電設備のロータ軸の外周に設けられている既設のねじ孔を利用して棒状の導体を当該箇所に当接させ、その上からねじ部材を螺着して、当該導体の下部をナセルの前面に固定し、当該導体の先端部と、請求項１に記載の導体の先端部とを金属製線で接続した、請求項１に記載の仮設用避雷針とした。
【０００８】
請求項３の発明では、ロータ軸の外周付近のナセルカバーの内側から外側に、棒状の導体を突き出させて固定した、請求項１に記載の仮設用避雷針とした。
【０００９】
請求項４の発明では、請求項３に記載の棒状の導体の先端部と、請求項１に記載の棒状の導体の先端部とを、金属製線で接続した、請求項３に記載の仮設用避雷針とした。
【００１０】
請求項５の発明では、前記導体が、ナセルの幅方向に左右に突き出した横棒を有した略Ｔ字型又は略十字型であって、各導体の当該横棒の複数の箇所は金属製線で接続されている、請求項１に記載の仮設用避雷針とした。
【００１１】
請求項６の発明では、請求項２に記載の導体又は請求項３に記載の導体が、ナセルの幅方向に左右に突き出した横棒を有した略Ｔ字型又は略十字型であって、当該導体の横棒と、請求項５に記載の各導体の横棒の複数の箇所は金属製線で接続されている、請求項５に記載の仮設用避雷針とした。
【００１２】
請求項７の発明では、風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に設ける避雷針において、
当該風力発電設備のナセルの外周が金属製のネットで覆われ、当該ネットは当該ネットを流れる電流が地絡するように地面と接続されている、仮設用避雷針とした。
【００１３】
請求項８の発明では、前記ネットは外側面から複数の棒状の導体が突き出している、請求項７に記載の仮設用避雷針とした。
【００１４】
請求項９の発明では、風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に設ける避雷針において、
当該風力発電設備の支柱の上端部からナセルの幅方向に左右に、井桁状又は格子状に組んだ棒状の導体が突き出されており、
当該導体は当該導体を流れる電流が地絡するように地面と接続されている、仮設用避雷針とした。
【００１５】
請求項１０の発明では、風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に設ける避雷針において、
当該風力発電設備のナセルカバーの長手方向に複数設けられている吊り上げ用フック上に、複数の棒状の導体が立設され、
当該導体は、ナセルの幅方向に左右に突き出した横棒を有した略Ｔ字型又は略十字型であり、
ナセル上の長手方向に立設された複数の導体の上、及びナセル外周に金属製のネットが被せられ、
また前記各導体は当該導体を流れる電流が地絡するように地面と接続されており、
前記導体は、下部が二股に分かれた支持部材から成り、当該支持部材の二股部下端の前後に二つのアングル材を固定して当該アングル材の中央部間に間隙を設け、当該間隙に前記吊り上げ用フックを嵌め入れ、前記各アングル材及び吊り上げ用フックに予め設けられた貫通孔にねじ部材を通してナットで締め付け、ナセルカバーの上面に固定した、仮設用避雷針とした。
【００１６】
請求項１１の発明では、風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に仮設用避雷針を設置する施工方法であって、
棒状の導体を当該風力発電設備のナセルカバーの長手方向に複数設けられている吊り上げ用フックに夫々立設するステップと、
当該各棒状の導体の先端又は横棒を金属製線で接続するステップと、
当該各棒状の導体を、当該導体を流れる電流が地絡するように地面と接続するステップを有する、請求項１又は５に記載の仮設用避雷針の施工方法とした。
【００１７】
請求項１２の発明では、前記吊り上げ用フックに夫々立設するステップ及び前記金属製線で接続するステップを予め地上で行い、仮設用の避雷針が設置されたナセルカバーを吊り上げて、風力発電設備のナセルに被せる、請求項１１に記載の仮設用避雷針の施工方法とした。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１〜１２の発明によれば、施工期間中の風力発電設備に、設置が容易な仮設用の避雷針を設ける構成としたため、施工期間中の当該風力発電設備への落雷を遮蔽し、当該風力発電設備が雷電流によって破損したり焼損したりすることを回避するものである。
【００１９】
また、請求項１及び５の発明によれば、風力発電設備のナセルカバーにあらかじめ設けられている吊り上げ用のフックを利用して、導体を立設する構成としたため、既存の風力発電設備を改造せずに、そのまま仮設用の避雷器を取り付けることができ、便宜である。
【００２０】
また特に、請求項３の発明によれば、ロータ軸の外周付近のナセルカバーの内側から外側に、棒状の導体を突き出させて固定する構成としたため、作業員は、ナセルカバーの内側で作業を行うことによって、棒状の導体をナセルカバーの内側から外側に突き出させて固定することができ、作業員の作業負担が軽減され、作業の安全性が高まる。更に、請求項３の発明によれば、請求項１の発明の構成に加えて、ロータ軸の外周付近のナセルカバーの内側から外側に、棒状の導体を突き出させるため、避雷針の保護範囲がさらに広がって、落雷に対する風力発電設備の安全性が高まり、便宜である。
【００２１】
また特に、請求項５の発明によれば、風力発電設備のナセルカバーに設けられている吊り上げ用のフックを利用して複数の略Ｔ字型又は略十字型の導体を立設し、各導体の複数の箇所を金属製線で接続する避雷針を設ける構成としたため、避雷針の保護範囲が広がって、落雷に対する風力発電設備の安全性が高まり、便宜である。
【００２２】
また請求項２、４、６の発明によれば、請求項１又は請求項５の発明の構成に加えて、ナセルの前端部に棒状の導体を立設し、又はロータ軸の外周付近のナセルカバーの内側から外側に、棒状の導体を突き出させ、当該棒状の導体と、ナセルカバーに設けられている吊り上げ用のフックを利用して立設した導体とを金属製線で接続するため、避雷針の保護範囲がさらに広がって、落雷に対する風力発電設備の安全性が高まり、便宜である。
【００２３】
また、雷雲が流れると雲の中に発生した電荷もそれに伴い移動するため、地表に誘起される反対の電荷との間に電位差が生じ、誘導雷が発生する。そしてこの誘導雷には、雲にプラスの電荷が発生するのか、マイナスの電荷が発生するのかによって、雷雲から地表に電流が流れる場合と、地表から雷雲に電流が流れる場合がある。そこで特に請求項７の発明によれば、風力発電設備のナセルの外周を金属製のネットで覆う構成としたため、また請求項８の発明によれば、風力発電設備のナセルの外周を複数の棒状の導体が突き出した金属製のネットで覆う構成としたため、通常の落雷や誘導雷によって、上空や雷雲から、地表に電流が流れる場合だけでなく、地表から、上空や雷雲に電流が流れる場合についても、雷を遮蔽することが可能となり、便宜である。また、金属製のネットをナセルに被せる構成としたため、取り付けや取り外しが非常に簡単で、便宜である。
【００２４】
また特に請求項９の発明によれば、風力発電設備の支柱の上端部からナセルの幅方向に左右に、井桁状又は格子状に組んだ棒状の導体を突き出す構成としたため、通常の落雷や誘導雷によって、地表から、上空や雷雲に電流が流れる場合について、雷を遮蔽することが可能となり、便宜である。
【００２５】
また特に請求項１０の発明によれば、風力発電設備のナセルカバーに設けられている吊り上げ用のフックを利用して複数の略Ｔ字型又は略十字型の導体を立設し、当該複数の略Ｔ字型又は略十字型の導体の上、及びナセルの外周に金属製のネットを被せる構成とすることによって、ネットとナセルの外周との間に距離ができ、より安全に雷を遮蔽することができるだけでなく、ネットの風力発電設備のナセルカバーに接触する部分が少なくなり、ナセルカバーに傷をつけない。さらに、ネットを複数の略Ｔ字型又は略十字型の導体の上、及びナセルの外周に被せる構成としたため、避雷針の保護範囲がナセル全体となり、ナセルカバーに立設する略Ｔ字型又は略十字型の導体の高さを、例えば１ｍ以下にして、あまり高くする必要がなくなる。そのため、仮設用避雷針を設置する作業者の負担が軽減され、作業の安全性も高まる。
【００２６】
また特に請求項１２の発明によれば、予め地上でナセルカバーの上面に仮設用の避雷針を設置する構成とすることによって、高所にあるナセルカバーの上で仮設用避雷針を設置するという作業員の負担が軽減され、作業の安全性も高まる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
この発明は、風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に設ける避雷針において、当該風力発電設備のナセルカバーの長手方向に複数設けられている吊り上げ用フック上に、複数の棒状の導体が立設され、各導体の先端は金属製線で接続され、また各導体は当該導体を流れる電流が地絡するように地面と接続され、前記棒状の導体は、下部が二股に分かれた支持部材から成り、当該支持部材の二股部下端の前後に二つのアングル材を固定して当該アングル材の中央部間に間隙を設け、当該間隙に前記吊り上げ用フックを嵌め入れ、前記各アングル材及び吊り上げ用フックに予め設けられた貫通孔にねじ部材を通してナットで締め付け、ナセルカバーの上面に固定した構成とすることにより、施工期間中の当該風力発電設備への落雷を遮蔽し、当該風力発電設備が雷電流によって破損したり焼損したりすることを回避するものである。
【実施例１】
【００２８】
図１は、仮設用避雷針の設置前の、施工期間中の風力発電設備Ａの構成を示す正面図である。施工期間中の風力発電設備Ａは、一般的な風力発電設備と同様の構成であって、ナセル１とナセル１を支える支柱２とからなる。ナセル１は、ブレード（＝羽根）を保持するロータ軸３、ロータ軸３に直結された増速器４、増速器４によって回転させられ、発電を行う発電機５、ロータ軸３の軸受装置６、発電機５の動作を制御する発電機制御装置７等を有しており、外面はナセルカバー８で覆われている。また、ナセルカバー８と支柱２との間にはスリップリング９が設けられている。なお、この風力発電設備Ａは施工中であり、ブレードは取り付けられていない。またナセルカバー８の上面には、複数の吊り上げ用のフック１０が設けられており、図２に示すこのフック１０の貫通孔１１を使用して、クレーン(図示省略)で地面から上空にナセルカバー８を持ち上げて、ナセル１に被せる。さらに、ナセルカバー８の上面の後端部には、風量計(図示省略)が設けられており、当該風量計を避雷させるための避雷針１２が設けられている。
【００２９】
上記のような状態の風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｂを設置する。具体的には、図３に示すように、本実施例における仮設用の避雷針Ｂは、棒状の導体からなる支持部材１３をナセルカバー８の上面に設置されているフック１０を利用して立設し、またロータ軸３の外周に設けられている既設のねじ孔を利用して棒状の導体からなる支持部材１３’を設置する。そして各支持部材１３及び１３’の先端を金属製線１４で接続して設置する。このような構成とするのは，送電線最上部の架空地線が落雷から遮蔽する役割を果たすのと同様の効果を、金属製線１４で得るためである。そして、落雷によって仮設用の避雷針Ｂに流れた雷電流が地絡されるように、各支持部材１３及び１３’と、地面とを地絡線２０で接続する。なお、ブレード(図示省略)用等に、既に風力発電設備Ａに地絡線が設けられている場合には、ナセル１内に設けられた地絡線の端子に、前記支持部材１３及び１３’から導出した地絡線２０を接続する。また図３に示すように、ナセルカバー８上面の後端部については、既に立設されている避雷針１２に金属製線１４を結びつけても良い。更に、風力発電設備Ａを設ける地域が雪の多い地域である場合、遠赤外線を利用する融雪塗料を塗布した金属製線１４を用いれば、金属製線１４に日が当たると、遠赤外線が出るため、金属製線１４に雪がつかない。また、金属製線１４に例えば、送電線に取り付けられている積雪回避用の難着敷設リング(図示省略)を取り付けておけば、雪が金属製線１４上に積っても、雪が成長する段階において回転するため、積った雪を自然に落とすことができる。そのため、雪の重みによって金属製線１４にたるみが出たり、破断したりすることを防止できる。
【００３０】
次に支持部材１３をナセルカバー８の上面に設置されているフック１０を利用して立設する施工方法について、図４及び図５を用いて具体的に説明する。図４の(A)図及び(Ｂ)図に示すように、支持部材１３は、二股に分かれており、下部に支持補助材１３aの上端が固定され、当該箇所から斜めに支持補助材１３aが垂れており、これらの支持部材１３の下端及び支持補助材１３aの下端の前後両側に二つのアングル材１５が固定され、このアングル材１５とアングル材１５との間の中央部は間隙１５aを有している。またこれらの二つのアングル材１５の中央部には貫通孔１６が夫々設けられている。そして、図５の(Ａ)図及び(Ｂ)図に示すように、前記フック１０を前記二つのアングル材１５の間の間隙１５aに嵌め入れ、フック１０の貫通孔１１と二つのアングル材１５の貫通孔１６とが合わさるようにアングル材１５を配置して、ねじ部材１７をこれらの貫通孔１１及び貫通孔１６に通して他端をナット１７aで締め付け、ねじ部材１７でアングル材１５とフック１０を一緒に螺着する。なお、図５の(Ａ)図に示すようにフック１０上に立設させた支持部材１３のアングル材１５の両端下面にスペーサー１８を設け、ナセルカバー８の上面とアングル材１５の下面との隙間にスペーサー１８を挟みながら、ねじ部材１７でアングル材１５とフック１０を一緒に螺着すれば、立設された支持部材１３に、がたつきが少なくなり、風圧荷重に対する強度も増す。また、ナセルカバー８の前端部については、図６に示すように、ロータ軸３の外周に設けられている既設のねじ孔を利用して支持部材１３’を当該箇所に当接させ、その上からねじ部材１９を螺着して、当該支持部材１３’の下部をナセル１の前面に固定する。
【００３１】
なお、本実施例では、ロータ軸３の外周に設けられている既設のねじ孔を利用して支持部材１３’をナセル１の前面に固定する構成を示したが、図７及び図８に示すように、ロータ軸３の外周付近のナセルカバー８の内側から外側に、支持部材２９を突き出させて固定する構成としても良い。この支持部材２９は、棒状の導体で構成されている。又は、軽量化のため、グラスファイバー製等の樹脂製素材から構成されていても良い。その場合には、図７に示すように、銅線、アルミ線等の金属製線３０を支持部材２９に巻きつけ、支持部材２９に導電性を持たせ、金属製線３０の一端を地絡線２０に接続する。また支持部材２９は伸縮自在、あるいは部材を継ぎ足すことによって、長さを変えることのできる構成であることが望ましい。このように支持部材２９をナセルカバー８の内側から外側に突き出させて固定する構成とすることによって、作業員は、ナセルカバー８の内側で作業を行うことによって、支持部材２９をナセルカバー８の内側から外側に突き出させて固定することができ、作業員の作業負担が軽減され、作業の安全性が高まる。
【００３２】
また、ナセルカバー８が風力発電設備Ａに設置された状態で、作業員がナセルカバー８の上面に設けられた複数の各ハッチ(図示省略)から顔を出して、あるいはナセルカバー８の上面に立って、仮設用の避雷針Ｂを設置する。この場合、予め地上でナセルカバー８の上面に仮設用の避雷針Ｂを設置しても良い。その場合には、図９に示すように、フック１０とアングル材１５と共に、Ｕクレビス２８をねじ部材１７で一緒に螺着し、ナセルカバー８をクレーンで吊り上げる際には、ナセルカバー８に仮設用の避雷針Ｂを取り付けた状態のまま、このＵクレビス２８にクレーンのフックを引っ掛けて吊り上げ、ナセル１に被せることもできる。
【００３３】
このように、風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｂを設置する構成とすることによって、施工期間中の当該風力発電設備への落雷を遮蔽する。従って、当該風力発電設備Ａが雷電流によって破損したり焼損したりすることを回避することができる。また、仮設用避雷針Ｂは、主として支持部材１３と金属製線１４により成る簡単な構成であるため、設置作業が容易である。さらに、予め地上でナセルカバー８の上面に仮設用の避雷針Ｂを設置しておけば、高所にあるナセルカバー８の上で仮設用避雷針Ｂを設置するという作業員の作業負担が軽減され、作業の安全性が高まる。
【実施例２】
【００３４】
図１０は、風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｃが設置された状態を示す平面図である。本実施例における仮設用の避雷針Ｃは、図１１に示すようにナセル１の幅方向に左右に突き出した横棒２１を有した略Ｔ字型の導体からなる支持部材２２及び２２’をナセルカバー８の上面に設置されているフック１０及びロータ軸３の外周のねじ孔を利用して立設し、各支持部材２２及び２２’の横棒２１の複数の箇所を金属線１４で接続して設置する。そして、落雷によって仮設用の避雷針Ｃに流れた雷電流が地絡されるように、各支持部材２２及び２２’と地面とを地絡線(図示省略)で接続する。なお、ブレード(図示省略)用等に、既に風力発電設備Ａに地絡線が設けられている場合には、ナセル１内に設けられた地絡線の端子に、前記支持部材２２及び２２’から導出した地絡線を接続する。また図１０に示すように、ナセルカバー８上面の後端部については、既に立設されている避雷針１２に金属製線１４を結びつけても良い。さらに、支持部材２２及び支持部材２２’の立設の方法は、実施例１の支持部材１３及び支持部材１３’の立設の方法と同様である。
【００３５】
なお、本実施例においては、仮設用の避雷針Ｃは、略Ｔ字型の導体からなる支持部材２２及び２２’を用いる構成を示したが、これに限定されるものではなく、横棒が支持部材の中心部に配置されている、略十字型の支持部材(図示省略)を用いる構成でも良い。この略十字型の支持部材は、略十字型に成型されているものを用いても良いし、棒状の支持部材に針金等で横棒を固定しても良い。
【００３６】
このように、風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｃを設置する構成とすることによって、避雷針の保護範囲が広がって、落雷に対する風力発電設備への遮蔽性が向上し、安全性も高まり、便宜である。
【００３７】
なお、仮設用の避雷針Ｃの上記以外の構成及び作用は、実施例１の仮設用の避雷針Ｂと同様である。
【実施例３】
【００３８】
図１２は、風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｄが設置された状態を示す正面図である。本実施例における仮設用の避雷針Ｄは、風力発電設備Ａのナセル１の外周を金属製のネット２３で覆って設置する。そして、落雷によって仮設用の避雷針Ｄに流れた雷電流が地絡されるように、金属製のネット２３と地面とを地絡線２０で接続する。なお、ブレード(図示省略)用等に、既に風力発電設備Ａに地絡線が設けられている場合には、ナセル１内に設けられた地絡線の端子に、前記金属製のネット２３から導出した地絡線２０を接続する。
【００３９】
このように、風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｄを設置する構成とすることによって、通常の落雷や誘導雷によって、上空や雷雲から、地表に電流が流れる場合だけでなく、地表から、上空や雷雲に電流が流れる場合についても、遮蔽させることが可能となり、安全性が向上する。また、金属製のネット２３をナセル１に被せる構成としたため、取り付けや取り外しが非常に簡単で、便宜である。
【００４０】
また、金属製のネット２３は、外側面から複数の棒状の導体(図示省略)が突き出している構成としても良い。このような構成とすれば、仮設用の避雷針Ｄによる遮蔽効果が向上する。なお、仮設用の避雷針Ｄの上記以外の構成及び作用は、実施例１の仮設用の避雷針Ｂと同様である。
【実施例４】
【００４１】
図１３は、風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｅが設置された状態を示す正面図である。本実施例における仮設用の避雷針Ｅは、風力発電設備Ａの支柱２の上端部からナセル１の幅方向及び前後方向に、格子状に組んだ棒状の導体２４を張り出させて設置する。そして、落雷によって仮設用の避雷針Ｅに流れた雷電流が地絡されるように、格子状に組んだ棒状の導体２４と地面とを地絡線２０で接続する。なお、ブレード(図示省略)用等に、既に風力発電設備Ａに地絡線が設けられている場合には、ナセル１内に設けられた地絡線の端子に、前記格子状に組んだ棒状の導体２４から導出した地絡線２０を接続する。
【００４２】
このように、風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｅを設置する構成とすることによって、通常の落雷や誘導雷によって、地表から、上空や雷雲に電流が流れる場合について、遮蔽効果を向上させることが可能となり、便宜である。なお、仮設用の避雷針Ｅの上記以外の構成及び作用は、実施例１の仮設用の避雷針Ｂと同様である。
【実施例５】
【００４３】
図１４は、風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｆが設置された状態を示す正面図である。本実施例における仮設用の避雷針Ｆは、ナセル１の幅方向に左右に突き出した横棒２５を有する、略Ｔ字型の複数の導体からなる支持部材２６及び２６’を、ナセルカバー８の上面に複数設けられたフック１０及びロータ軸３の外周のねじ孔を利用して立設し、支持部材２６及び２６’の上、及びナセル１の外周に金属製のネット２７を被せて設置する。そして、落雷によって仮設用の避雷針Ｆに流れた雷電流が地絡されるように、支持部材２６及び２６’と地面とを地絡線２０で接続する。なお、ブレード(図示省略)用等に、既に風力発電設備Ａに地絡線が設けられている場合には、ナセル１内に設けられた地絡線の端子に、前記支持部材２６及び２６’から導出した地絡線２０を接続する。また、支持部材２６及び支持部材２６’の立設の方法は、実施例１の支持部材１３及び支持部材１３’の立設の方法と同様である。なお、本実施例における避雷針Ｆの略Ｔ字型の支持部材２６及び２６’の形状は、実施例２と同様，略十字型でも良い。
【００４４】
このように、風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｆを設置する構成とすることによって、金属製のネット２７とナセル１の外周との間に距離ができ、より雷電流に対する遮蔽効果を向上させることができるだけでなく、金属製のネット２７が風力発電設備Ａのナセルカバー８に接触する部分が少なくなり、ナセルカバー８に傷をつけない。さらに、金属製のネット２７をナセル１の外周に被せる構成としたため、避雷針の保護範囲がナセル全体となり、ナセルカバー８に立設させる略Ｔ字型の支持部材２６及び２６’の高さを、例えば１ｍ以下にして、あまり高くする必要がなくなる。そのため、仮設用の避雷針を設置する作業者の負担が軽減され、作業の安全性も高まる。なお、仮設用の避雷針Ｆの上記以外の構成及び作用は、実施例１の仮設用の避雷針Ｂ、実施例２の仮設用の避雷針Ｃ、実施例３の仮設用の避雷針Ｄと同様である。
【００４５】
なお本明細書において、支持部材１３及び１３’、支持部材２２及び２２’、支持部材２６及び２６’は導体であると述べたが、これは支持部材の素材自体が導体である場合だけでなく、支持部材の素材はグラスファイバー等の樹脂であって、導体ではないが、支持部材の外周に金属製線等を巻き付けて、支持部材に導電性を持たせるように構成した場合も含まれる概念である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明に係る風力発電設備Ａの構成を示す正面図である。
【図２】図１のフックの部分を拡大した一部拡大図である。
【図３】この発明に係る風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｂを設置した状態を示す正面図である。
【図４】この発明に係る仮設用の避雷針Ｂの支持部材を示すもので、(A)図は正面図及び(Ｂ)図はその一部拡大図である。
【図５】この発明に係る風力発電設備Ａのフックに仮設用の避雷針Ｂの支持部材を立設した状態を示すもので、(Ａ)図は正面図及び(Ｂ)図はそのＧ−Ｇ断面図である。
【図６】この発明に係る風力発電設備Ａの前面に仮設用の避雷針Ｂの他の支持部材を取り付けた状態を示す側面図である。
【図７】この発明に係る風力発電設備Ａにさらに他の支持部材を用いて仮設用の避雷針Ｂを設置した状態を示す正面図である。
【図８】この発明に係る風力発電設備Ａにさらに他の支持部材を用いて仮設用の避雷針Ｂを設置した状態を示す平面図である。
【図９】この発明に係る風力発電設備Ａのフックに仮設用の避雷針Ｂの支持部材及びＵクレビスを螺着した状態を示す断面図である。
【図１０】この発明に係る風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｃを設置した状態を示す平面図である。
【図１１】この発明に係る風力発電設備Ａの前面に仮設用の避雷針Ｃの他の支持部材を取り付けた状態を示す側面図である。
【図１２】この発明に係る風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｄを設置した状態を示す正面図である。
【図１３】この発明に係る風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｅを設置した状態を示す斜視図である。
【図１４】この発明に係る風力発電設備Ａに仮設用の避雷針Ｆを設置した状態の構成を示す正面図である。
【符号の説明】
【００４７】
Ａ：風力発電設備、Ｂ：仮設用の避雷針、Ｃ：仮設用の避雷針、Ｄ：仮設用の避雷針、Ｅ：仮設用の避雷針、Ｆ：仮設用の避雷針
１：ナセル、２：支柱、３：ロータ軸、４：増速器、５：発電機、６：軸受装置、７：発電機制御装置、８：ナセルカバー、９：スリップリング、１０：フック、１１：貫通孔、１２：避雷針、１３：支持部材、１３’：支持部材、１３a：支持補助材、１４：金属製線、１５：アングル材、１６：貫通孔、１７：ねじ部材、１７a：ナット、１８：スペーサー、１９：ねじ部材、２０：地絡線、２１：横棒、２２：支持部材、２２’：支持部材、２３：金属製のネット、２４：格子状に組んだ棒状の導体、２５：横棒、２６：支持部材、２６’：支持部材、２７：金属製のネット、２８：Ｕクレビス、２９：支持部材、３０：金属製線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に設ける避雷針において、
当該風力発電設備のナセルカバーの長手方向に複数設けられている吊り上げ用フック上に、複数の棒状の導体が立設され、各導体の先端部は金属製線で接続され、
また各導体は当該導体を流れる電流が地絡するように地面と接続され、
前記導体は、下部が二股に分かれた支持部材から成り、当該支持部材の二股部下端の前後に二つのアングル材を固定して当該アングル材の中央部間に間隙を設け、当該間隙に前記吊り上げ用フックを嵌め入れ、前記各アングル材及び吊り上げ用フックに予め設けられた貫通孔にねじ部材を通してナットで締め付け、ナセルカバーの上面に固定したことを特徴とする、仮設用避雷針。
【請求項２】
前記風力発電設備のロータ軸の外周に設けられている既設のねじ孔を利用して棒状の導体を当該箇所に当接させ、その上からねじ部材を螺着して、当該導体の下部をナセルの前面に固定し、当該導体の先端部と、請求項１に記載の導体の先端部とを金属製線で接続したことを特徴とする、請求項１に記載の仮設用避雷針。
【請求項３】
ロータ軸の外周付近のナセルカバーの内側から外側に、棒状の導体を突き出させて固定したことを特徴とする、請求項１に記載の仮設用避雷針。
【請求項４】
請求項３に記載の棒状の導体の先端部と、請求項１に記載の棒状の導体の先端部とを、金属製線で接続したことを特徴とする、請求項３に記載の仮設用避雷針。
【請求項５】
前記導体が、ナセルの幅方向に左右に突き出した横棒を有した略Ｔ字型又は略十字型であって、各導体の当該横棒の複数の箇所は金属製線で接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の仮設用避雷針。
【請求項６】
請求項２に記載の導体又は請求項３に記載の導体が、ナセルの幅方向に左右に突き出した横棒を有した略Ｔ字型又は略十字型であって、当該導体の横棒と、請求項５に記載の各導体の横棒の複数の箇所は金属製線で接続されていることを特徴とする、請求項５に記載の仮設用避雷針。
【請求項７】
風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に設ける避雷針において、
当該風力発電設備のナセルの外周が金属製のネットで覆われ、当該ネットは当該ネットを流れる電流が地絡するように地面と接続されていることを特徴とする、仮設用避雷針。
【請求項８】
前記ネットは外側面から複数の棒状の導体が突き出していることを特徴とする、請求項７に記載の仮設用避雷針。
【請求項９】
風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に設ける避雷針において、
当該風力発電設備の支柱の上端部からナセルの幅方向に左右に、井桁状又は格子状に組んだ棒状の導体が突き出されており、
当該導体は当該導体を流れる電流が地絡するように地面と接続されていることを特徴とする、仮設用避雷針。
【請求項１０】
風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に設ける避雷針において、
当該風力発電設備のナセルカバーの長手方向に複数設けられている吊り上げ用フック上に、複数の棒状の導体が立設され、
当該導体は、ナセルの幅方向に左右に突き出した横棒を有した略Ｔ字型又は略十字型であり、
ナセル上の長手方向に立設された複数の導体の上、及びナセル外周に金属製のネットが被せられ、
また前記各導体は当該導体を流れる電流が地絡するように地面と接続されており、
前記導体は、下部が二股に分かれた支持部材から成り、当該支持部材の二股部下端の前後に二つのアングル材を固定して当該アングル材の中央部間に間隙を設け、当該間隙に前記吊り上げ用フックを嵌め入れ、前記各アングル材及び吊り上げ用フックに予め設けられた貫通孔にねじ部材を通してナットで締め付け、ナセルカバーの上面に固定したことを特徴とする、仮設用避雷針。
【請求項１１】
風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に仮設用避雷針を設置する施工方法であって、
棒状の導体を当該風力発電設備のナセルカバーの長手方向に複数設けられている吊り上げ用フックに夫々立設するステップと、
当該各棒状の導体の先端又は横棒を金属製線で接続するステップと、
当該各棒状の導体を、当該導体を流れる電流が地絡するように地面と接続するステップを有することを特徴とする、請求項１又は５に記載の仮設用避雷針の施工方法。
【請求項１２】
前記吊り上げ用フックに夫々立設するステップ及び前記金属製線で接続するステップを予め地上で行い、仮設用の避雷針が設置されたナセルカバーを吊り上げて、風力発電設備のナセルに被せることを特徴とする、請求項１１に記載の仮設用避雷針の施工方法。
【請求項１】
風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に設ける避雷針において、
当該風力発電設備のナセルカバーの長手方向に複数設けられている吊り上げ用フック上に、複数の棒状の導体が立設され、各導体の先端部は金属製線で接続され、
また各導体は当該導体を流れる電流が地絡するように地面と接続され、
前記導体は、下部が二股に分かれた支持部材から成り、当該支持部材の二股部下端の前後に二つのアングル材を固定して当該アングル材の中央部間に間隙を設け、当該間隙に前記吊り上げ用フックを嵌め入れ、前記各アングル材及び吊り上げ用フックに予め設けられた貫通孔にねじ部材を通してナットで締め付け、ナセルカバーの上面に固定したことを特徴とする、仮設用避雷針。
【請求項２】
前記風力発電設備のロータ軸の外周に設けられている既設のねじ孔を利用して棒状の導体を当該箇所に当接させ、その上からねじ部材を螺着して、当該導体の下部をナセルの前面に固定し、当該導体の先端部と、請求項１に記載の導体の先端部とを金属製線で接続したことを特徴とする、請求項１に記載の仮設用避雷針。
【請求項３】
ロータ軸の外周付近のナセルカバーの内側から外側に、棒状の導体を突き出させて固定したことを特徴とする、請求項１に記載の仮設用避雷針。
【請求項４】
請求項３に記載の棒状の導体の先端部と、請求項１に記載の棒状の導体の先端部とを、金属製線で接続したことを特徴とする、請求項３に記載の仮設用避雷針。
【請求項５】
前記導体が、ナセルの幅方向に左右に突き出した横棒を有した略Ｔ字型又は略十字型であって、各導体の当該横棒の複数の箇所は金属製線で接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の仮設用避雷針。
【請求項６】
請求項２に記載の導体又は請求項３に記載の導体が、ナセルの幅方向に左右に突き出した横棒を有した略Ｔ字型又は略十字型であって、当該導体の横棒と、請求項５に記載の各導体の横棒の複数の箇所は金属製線で接続されていることを特徴とする、請求項５に記載の仮設用避雷針。
【請求項７】
風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に設ける避雷針において、
当該風力発電設備のナセルの外周が金属製のネットで覆われ、当該ネットは当該ネットを流れる電流が地絡するように地面と接続されていることを特徴とする、仮設用避雷針。
【請求項８】
前記ネットは外側面から複数の棒状の導体が突き出していることを特徴とする、請求項７に記載の仮設用避雷針。
【請求項９】
風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に設ける避雷針において、
当該風力発電設備の支柱の上端部からナセルの幅方向に左右に、井桁状又は格子状に組んだ棒状の導体が突き出されており、
当該導体は当該導体を流れる電流が地絡するように地面と接続されていることを特徴とする、仮設用避雷針。
【請求項１０】
風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に設ける避雷針において、
当該風力発電設備のナセルカバーの長手方向に複数設けられている吊り上げ用フック上に、複数の棒状の導体が立設され、
当該導体は、ナセルの幅方向に左右に突き出した横棒を有した略Ｔ字型又は略十字型であり、
ナセル上の長手方向に立設された複数の導体の上、及びナセル外周に金属製のネットが被せられ、
また前記各導体は当該導体を流れる電流が地絡するように地面と接続されており、
前記導体は、下部が二股に分かれた支持部材から成り、当該支持部材の二股部下端の前後に二つのアングル材を固定して当該アングル材の中央部間に間隙を設け、当該間隙に前記吊り上げ用フックを嵌め入れ、前記各アングル材及び吊り上げ用フックに予め設けられた貫通孔にねじ部材を通してナットで締め付け、ナセルカバーの上面に固定したことを特徴とする、仮設用避雷針。
【請求項１１】
風力によって羽根を回転させ、当該回転力を利用して発電する風力発電設備の施工中に仮設用避雷針を設置する施工方法であって、
棒状の導体を当該風力発電設備のナセルカバーの長手方向に複数設けられている吊り上げ用フックに夫々立設するステップと、
当該各棒状の導体の先端又は横棒を金属製線で接続するステップと、
当該各棒状の導体を、当該導体を流れる電流が地絡するように地面と接続するステップを有することを特徴とする、請求項１又は５に記載の仮設用避雷針の施工方法。
【請求項１２】
前記吊り上げ用フックに夫々立設するステップ及び前記金属製線で接続するステップを予め地上で行い、仮設用の避雷針が設置されたナセルカバーを吊り上げて、風力発電設備のナセルに被せることを特徴とする、請求項１１に記載の仮設用避雷針の施工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１９０７５６（Ｐ２０１１−１９０７５６Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５８０８７（Ｐ２０１０−５８０８７）
【出願日】平成２２年３月１５日（２０１０．３．１５）
【出願人】（０００１４１０６０）株式会社関電工 (115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１５日（２０１０．３．１５）
【出願人】（０００１４１０６０）株式会社関電工 (115)
【Ｆターム（参考）】
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