JP7668487B2

JP7668487B2 - Method for repairing shafts of wind turbines for wind power generation and shaft rotation device used therein

Info

Publication number: JP7668487B2
Application number: JP2021119411A
Authority: JP
Inventors: 幸太佐々木; 登志男森田; 夕季菜進藤; 佳宏辰巳; 文人吉川; 茂生土井; 和也山田; 康喜中嶋; 保行小泉
Original assignee: Osaka Fuji Corp
Current assignee: Osaka Fuji Corp
Priority date: 2021-07-20
Filing date: 2021-07-20
Publication date: 2025-04-25
Anticipated expiration: 2041-07-20
Also published as: JP2023015555A

Description

本発明は、ブレードに連結されたシャフト、及び、シャフトを回転可能に保持する軸受が、中空状のナセル内に収容されている風力発電用風車のシャフト補修方法及びこれに用いられるシャフト回転装置に関するものである。 The present invention relates to a shaft repair method for a wind turbine for wind power generation, in which the shaft connected to the blades and the bearings that rotatably hold the shaft are housed in a hollow nacelle, and to a shaft rotating device used for this.

風力発電用風車では、風力を受けるブレードがシャフトに連結されており、当該シャフトの一部であるジャーナル部が軸受により回転可能に保持されている。この種の風力発電用風車では、シャフトの回転とともにジャーナル部の表面が摩耗するため、必要に応じて補修が行われる。 In wind turbines used for wind power generation, the blades that receive the wind force are connected to a shaft, and a journal portion, which is part of the shaft, is rotatably held by bearings. In this type of wind turbine, the surface of the journal portion wears away as the shaft rotates, and repairs are required as necessary.

一方で、溶材を溶融させることにより、溶材に対応する金属を肉盛する加工方法が従来から知られている。例えば、下記特許文献１では、レーザビームを照射して溶材を溶融させ、肉盛層を形成するレーザクラッディングが提案されている。 On the other hand, a processing method has been known in which a metal corresponding to a welding material is built up by melting the welding material. For example, the following Patent Document 1 proposes laser cladding, in which a laser beam is irradiated to melt the welding material and form a build-up layer.

国際公開第２０１７／１７０８９０号International Publication No. 2017/170890

シャフトの補修は、納期短縮及びコスト削減等の観点から、現場で行うことが好ましい。風力発電用風車では、地上又は洋上における数十メートル以上の高さに設置された中空状のナセル内に、軸受を有する発電機等の各種部品又は装置が収容されている。そのため、シャフトの補修を現場であるナセル内で行うためには、可搬サイズの簡単な設備で補修できることが重要となる。しかしながら、そのようなシャフトを簡単な設備で良好に補修することができるような技術は、従来提案されていない。すなわち、従来、風力発電用風車のナセル内でシャフトを補修することが困難である。 From the standpoint of shortening delivery times and reducing costs, it is preferable to repair shafts on-site. In wind turbines for wind power generation, various parts or devices, such as a generator with bearings, are housed in a hollow nacelle that is installed at a height of several tens of meters or more on the ground or offshore. Therefore, in order to repair the shaft on-site in the nacelle, it is important that the repair can be done using simple, portable equipment. However, no technology has been proposed to date that can effectively repair such a shaft using simple equipment. In other words, it has been difficult to repair the shaft inside the nacelle of a wind turbine for wind power generation.

そのため、従来は、補修が必要な部品又は装置をナセル内から搬出して輸送し、補修のための設備が整った整備工場において補修作業を行う必要があった。その結果、補修に長期間を要し、その間は風力発電用風車を運転できないという問題があった。また、発電機等の大型の装置を高所にあるナセル内から搬出する場合には、専用クレーン等を用いた大掛かりな作業が必要となり、補修の費用が高額になるといった問題もあった。 For this reason, in the past, it was necessary to remove parts or equipment requiring repairs from inside the nacelle, transport them, and carry out the repair work at a maintenance factory equipped with repair facilities. As a result, repairs took a long time, and there was a problem that the wind power turbine could not be operated during that time. In addition, when removing large equipment such as generators from inside the nacelle, which is located at a high altitude, large-scale work using special cranes, etc. was required, which led to problems such as high repair costs.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、風力発電用風車のナセル内において、シャフトを簡単な設備で良好に補修することができるシャフトの補修方法及びこれに用いられるシャフト回転装置を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a shaft repair method that can effectively repair a shaft in the nacelle of a wind power generating wind turbine using simple equipment, and a shaft rotating device used therein.

（１）本発明に係るシャフト補修方法は、ブレードに連結されたシャフト、及び、前記シャフトを回転可能に保持する軸受が、中空状のナセル内に収容されている風力発電用風車のシャフト補修方法であって、搬入工程と、シャフト分離工程と、ジャーナル部露出工程と、肉盛工程とを備える。前記シャフトには、前記ブレードが連結された第１軸部と、前記軸受により保持され、前記第１軸部に対して着脱可能な第２軸部とが含まれる。前記搬入工程では、前記ナセル内に補修用機材を搬入する。前記シャフト分離工程では、前記第１軸部に対して前記第２軸部を切り離すことにより前記シャフトを分離する。前記ジャーナル部露出工程では、前記第２軸部において前記軸受により保持されているジャーナル部を露出させる。前記肉盛工程では、前記ナセル内に搬入された補修用機材を用いて、前記第１軸部は回転させずに、前記第２軸部のみを回転させながら当該第２軸部における前記ジャーナル部の表面に肉盛層を形成することにより、前記シャフトを補修する。 (1) The shaft repair method according to the present invention is a shaft repair method for a wind turbine for wind power generation, in which a shaft connected to blades and a bearing that rotatably holds the shaft are housed in a hollow nacelle, and includes a carrying-in process, a shaft separation process, a journal portion exposure process, and a build-up process. The shaft includes a first shaft portion to which the blades are connected, and a second shaft portion that is held by the bearing and is detachable from the first shaft portion. In the carrying-in process, repair equipment is carried into the nacelle. In the shaft separation process, the shaft is separated by separating the second shaft portion from the first shaft portion. In the journal portion exposure process, the journal portion held by the bearing in the second shaft portion is exposed. In the build-up process, the shaft is repaired by forming a build-up layer on the surface of the journal portion in the second shaft portion while rotating only the second shaft portion without rotating the first shaft portion, using the repair equipment carried into the nacelle.

このような構成によれば、シャフトの第１軸部と第２軸部を分離させ、ブレードが連結された第１軸部は回転させずに、第２軸部を回転させながらジャーナル部の表面に肉盛層を形成することができる。これにより、ナセル内に必要最低限の補修用機材を搬入して補修作業を行うことができるため、高所に設置された風力発電用風車のナセル内において、シャフトを簡単な設備で良好に補修することができる。 With this configuration, the first and second shaft portions of the shaft can be separated, and the build-up layer can be formed on the surface of the journal portion while rotating the second shaft portion, without rotating the first shaft portion to which the blades are connected. This allows the minimum amount of repair equipment to be brought into the nacelle and repair work to be performed, making it possible to repair the shaft well with simple equipment inside the nacelle of a wind power generating turbine installed at a high position.

（２）前記補修用機材には、前記第２軸部を回転させるための駆動装置が含まれていてもよい。この場合、前記シャフト補修方法は、前記駆動装置を前記第２軸部に連結する駆動装置連結工程をさらに備えてもよい。また、前記肉盛工程では、前記駆動装置により前記第２軸部を回転させながら当該第２軸部における前記ジャーナル部の表面に肉盛層を形成してもよい。 (2) The repair equipment may include a drive device for rotating the second shaft portion. In this case, the shaft repair method may further include a drive device connecting step of connecting the drive device to the second shaft portion. In addition, in the build-up step, a build-up layer may be formed on the surface of the journal portion of the second shaft portion while rotating the second shaft portion by the drive device.

このような構成によれば、駆動装置で第２軸部を回転させながら、ジャーナル部の表面に肉盛層を形成することができる。したがって、シャフトを容易に補修することができる。 With this configuration, a build-up layer can be formed on the surface of the journal portion while the drive unit is rotating the second shaft portion. This makes it easy to repair the shaft.

（３）前記補修用機材には、前記軸受とは別の仮軸受が含まれていてもよい。この場合、前記シャフト補修方法は、前記第２軸部における前記ジャーナル部以外の部分を直接的又は間接的に前記仮軸受により回転可能に保持させる仮軸受取付工程をさらに備えてもよい。また、前記肉盛工程では、前記仮軸受で保持された前記第２軸部を回転させながら当該第２軸部における前記ジャーナル部の表面に肉盛層を形成してもよい。 (3) The repair equipment may include a temporary bearing separate from the bearing. In this case, the shaft repair method may further include a temporary bearing attachment step in which the temporary bearing directly or indirectly holds the portion of the second shaft portion other than the journal portion rotatably. In addition, in the build-up step, a build-up layer may be formed on the surface of the journal portion of the second shaft portion while rotating the second shaft portion held by the temporary bearing.

このような構成によれば、第２軸部を仮軸受で回転可能に保持することができる。また、ジャーナル部への加工時に生じる第２軸部の振動を抑制することができる。したがって、シャフトを精度よく補修することができる。 With this configuration, the second shaft portion can be rotatably held by the temporary bearing. In addition, vibrations of the second shaft portion that occur when machining the journal portion can be suppressed. Therefore, the shaft can be repaired with high precision.

（４）前記補修用機材には、前記第２軸部の表面に対して切削処理を施すための切削装置が含まれていてもよい。この場合、前記シャフト補修方法は、前記第２軸部を回転させながら、前記切削装置を用いて前記第２軸部における前記ジャーナル部の表面に切削処理を施すことにより、前記ジャーナル部の表面における摩耗部分を除去する切削工程をさらに備えてもよい。また、前記肉盛工程では、前記切削工程後の前記ジャーナル部の表面に肉盛層を形成してもよい。また、前記肉盛工程後に、前記切削装置を用いて仕上加工が行われてもよい。 (4) The repair equipment may include a cutting device for performing a cutting process on the surface of the second shaft portion. In this case, the shaft repair method may further include a cutting step of removing worn portions on the surface of the journal portion by performing a cutting process on the surface of the journal portion of the second shaft portion using the cutting device while rotating the second shaft portion. In addition, in the build-up step, a build-up layer may be formed on the surface of the journal portion after the cutting step. In addition, after the build-up step, a finish process may be performed using the cutting device.

このような構成によれば、シャフトの補修前後での第２軸部の径が同様となるように、シャフトを補修することができる。 With this configuration, the shaft can be repaired so that the diameter of the second shaft portion is the same before and after the shaft is repaired.

（５）前記肉盛工程では、溶材を溶射することにより、前記第２軸部における前記ジャーナル部の表面に肉盛層を形成してもよい。 (5) In the build-up process, a build-up layer may be formed on the surface of the journal portion of the second shaft portion by thermally spraying a melting material.

このような構成によれば、第２軸部におけるジャーナル部の表面に対して、溶材に対応した肉盛層を形成することができる。火花の飛散が少ない溶射を用いることにより、シャフトを安全に補修することができる。 With this configuration, a build-up layer that corresponds to the welding material can be formed on the surface of the journal part of the second shaft part. By using thermal spraying, which produces less sparks, the shaft can be repaired safely.

（６）前記肉盛工程では、レーザクラッディングにより、前記第２軸部における前記ジャーナル部の表面に肉盛層を形成してもよい。 (6) In the cladding process, a cladding layer may be formed on the surface of the journal portion of the second shaft portion by laser cladding.

このような構成によれば、第２軸部におけるジャーナル部の表面に対して、レーザクラッディングにより肉盛層を形成することができる。熱の影響が少ないレーザクラッディングを用いることにより、シャフトを安全に補修することができる。 With this configuration, a build-up layer can be formed on the surface of the journal portion of the second shaft portion by laser cladding. By using laser cladding, which is less affected by heat, the shaft can be safely repaired.

（７）本発明に係るシャフト回転装置は、前記シャフト補修方法に用いられるシャフト回転装置であって、仮軸受と、支持台と、駆動装置とを備える。前記仮軸受は、前記軸受とは別に設けられ、前記第２軸部を直接的又は間接的に回転可能に保持する。前記支持台は、前記仮軸受を支持する。前記駆動装置は、前記第２軸部を回転させる。 (7) The shaft rotating device according to the present invention is a shaft rotating device used in the shaft repair method, and includes a temporary bearing, a support base, and a drive device. The temporary bearing is provided separately from the bearing, and directly or indirectly holds the second shaft portion rotatably. The support base supports the temporary bearing. The drive device rotates the second shaft portion.

このような構成によれば、シャフトのうちの第２軸部だけを駆動装置で独立して回転させることができる。このような駆動装置としては、小型の装置で十分であるため、風力発電用風車のナセル内において、シャフトを簡単な設備で良好に補修することができる。 With this configuration, only the second shaft portion of the shaft can be rotated independently by the drive device. A small device is sufficient for this type of drive device, so the shaft can be easily repaired with simple equipment inside the nacelle of a wind turbine.

（８）前記第２軸部は、前記風力発電用風車に設けられた発電装置の回転子を構成しており、前記支持台は、前記発電装置と連結されてもよい。 (8) The second shaft portion may constitute a rotor of a power generating device provided in the wind turbine, and the support base may be connected to the power generating device.

このような構成によれば、仮軸受に対する支持台の位置の精度が向上させることができる。また、ジャーナル部への加工時に生じる第２軸部の振動をさらに抑制することができる。すなわち、ジャーナル部への加工の精度を向上させることができる。さらに、ジャーナル部への加工によって生じる加振力で、支持台が振動したり移動するのを防ぐことができる。したがって、シャフトを精度よく補修することができる。 This configuration can improve the accuracy of the position of the support base relative to the temporary bearing. Also, it can further suppress the vibration of the second shaft portion that occurs when machining the journal portion. In other words, it can improve the accuracy of machining the journal portion. Furthermore, it can prevent the support base from vibrating or moving due to the excitation force generated by machining the journal portion. Therefore, the shaft can be repaired with high accuracy.

（９）前記シャフト回転装置は、前記発電装置を上方に向かって押し上げるためのジャッキ装置と、前記ジャッキ装置により押し上げられる前記発電装置を下方に向かって押圧した状態で固定する固定具とをさらに備えてもよい。 (9) The shaft rotating device may further include a jack device for pushing the power generating device upward, and a fixing device for fixing the power generating device pushed up by the jack device in a state in which the power generating device is pressed downward.

このような構成によれば、ジャッキ装置及び固定具の互いに逆方向に作用する力によって、ジャーナル部へ加工を施す際の発電装置の揺れが抑制される。したがって、ジャーナル部への加工の精度を向上させることができる。 With this configuration, the forces acting in opposite directions from the jack device and the fixing device suppress the shaking of the generator when machining the journal portion. This improves the accuracy of machining the journal portion.

本発明によれば、風力発電用風車のナセル内において、シャフトを簡単な設備で良好に補修することができる。 According to the present invention, the shaft can be easily repaired inside the nacelle of a wind turbine using simple equipment.

第１実施形態の風力発電用風車の一例を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing an example of a wind turbine for wind power generation according to a first embodiment. FIG. 第１実施形態のシャフトの補修方法の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of a method for repairing a shaft according to the first embodiment. 第１実施形態の仮軸受取付工程を説明するための斜視図である。FIG. 4 is a perspective view for explaining a temporary bearing mounting step of the first embodiment. 第１実施形態の仮軸受取付工程を説明するための断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a temporary bearing mounting step of the first embodiment. 第１実施形態の駆動装置連結工程を説明するための概略図である。5 is a schematic diagram for explaining a drive device connecting step of the first embodiment. FIG. 第１実施形態の固定工程を説明するための概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a fixing step in the first embodiment. 第１実施形態の切削装置の一例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an example of a cutting device according to a first embodiment. 第１実施形態の取付具の後方側の面の一例を示す概略図である。4 is a schematic diagram showing an example of a rear side surface of the mounting fixture of the first embodiment. FIG. 第１実施形態の層形成装置の一例の一部を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a portion of an example of a layer forming apparatus according to the first embodiment. 第１実施形態の層形成装置の他の例の一部を示す概略図である。4 is a schematic diagram showing a portion of another example of the layer forming apparatus of the first embodiment. FIG. 第１実施形態の層形成装置のさらに他の例の一部を示す概略図である。4 is a schematic diagram showing a portion of yet another example of the layer forming apparatus of the first embodiment. FIG. 第１実施形態の溶射システムの一例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an example of a thermal spray system according to a first embodiment;

１．風力発電用風車の概要
図１は、第１実施形態の風力発電用風車１０の一例を示す概略図である。図１に示すように、風力発電用風車１０は、ブレード１２、ナセル１４、シャフト１６、発電装置２０等を備える。発電装置２０は、軸受１８を有している。なお、図１において番号を付するのは省略するが、風力発電用風車１０は、軸受１８と異なる軸受、ブレーキ、増速機及びカップリング等も備える。 1. Overview of the Wind Turbine Fig. 1 is a schematic diagram showing an example of a wind turbine 10 for wind power generation according to a first embodiment. As shown in Fig. 1, the wind turbine 10 for wind power generation includes blades 12, a nacelle 14, a shaft 16, a power generation device 20, etc. The power generation device 20 has a bearing 18. Although numbers are omitted in Fig. 1, the wind turbine 10 for wind power generation also includes bearings other than the bearing 18, brakes, speed increasers, couplings, etc.

図１に示すように、シャフト１６及び発電装置２０等は、中空状のナセル１４内に収容されている。ブレード１２を取り付けたハブ１３は、シャフト１６に連結される。 As shown in FIG. 1, the shaft 16, the power generating device 20, and the like are housed in a hollow nacelle 14. The hub 13 to which the blades 12 are attached is connected to the shaft 16.

シャフト１６は、第１軸部１６ａ及び第２軸部１６ｂを含み、これらは、互いに連結される。具体的には、第１軸部１６ａの後方の端部と、第２軸部１６ｂの前方の端部とが互いに連結される。なお、本明細において、前方は、ブレード１２が位置する方向であって、後方は、前方の逆方向を意味する。すなわち、前後方向は、シャフト１６の軸方向と同一の方向である。 The shaft 16 includes a first shaft portion 16a and a second shaft portion 16b, which are connected to each other. Specifically, the rear end of the first shaft portion 16a and the front end of the second shaft portion 16b are connected to each other. In this specification, "forward" refers to the direction in which the blade 12 is located, and "rearward" refers to the opposite direction to "forward." In other words, the front-to-rear direction is the same as the axial direction of the shaft 16.

また、第１軸部１６ａ及び第２軸部１６ｂについては、互いに分離させることが可能である。すなわち、第２軸部１６ｂは、第１軸部１６ａに対して、連結及び分離（着脱）が可能である。 The first shaft portion 16a and the second shaft portion 16b can be separated from each other. In other words, the second shaft portion 16b can be connected to and separated (attached and detached) from the first shaft portion 16a.

第１軸部１６ａ及び第２軸部１６ｂが連結している場合、ブレード１２、第１軸部１６ａ、第２軸部１６ｂが一体的に回転する。 When the first shaft portion 16a and the second shaft portion 16b are connected, the blade 12, the first shaft portion 16a, and the second shaft portion 16b rotate together.

軸受１８は発電装置２０の構成部品で、第２軸部１６ｂを回転可能に保持するために設けられる。軸受１８としては、たとえば、汎用のベアリング（転がり軸受等）が用いられている。 The bearing 18 is a component of the power generation device 20 and is provided to rotatably hold the second shaft portion 16b. For example, a general-purpose bearing (such as a rolling bearing) is used as the bearing 18.

発電装置２０は、第２軸部１６ｂの回転を利用して発電するために設けられる。すなわち、シャフト１６のうち、少なくとも第２軸部１６ｂは、発電装置２０の回転子を構成している。 The power generating device 20 is provided to generate electricity using the rotation of the second shaft portion 16b. In other words, at least the second shaft portion 16b of the shaft 16 constitutes the rotor of the power generating device 20.

このような、風力発電用風車１０では、ブレード１２が風に晒されることで、シャフト１６が回転し、発電装置２０によって発電される。また、このような場合、シャフト１６の第２軸部１６ｂにおいて、軸受１８に保持されている部分であるジャーナル部２２の表面が摩耗する。ジャーナル部２２の外径は、１００～３００ｍｍであり、たとえば１５０ｍｍである。また、シャフト１６の材質は、炭素鋼（たとえばＳ４５Ｃ）あるいは機械構造用合金鋼材（たとえばＳＣＭ）である。 In such a wind power generating wind turbine 10, the blades 12 are exposed to the wind, causing the shaft 16 to rotate and generating electricity by the power generating device 20. In such a case, the surface of the journal portion 22, which is the portion of the second shaft portion 16b of the shaft 16 that is held by the bearing 18, wears. The outer diameter of the journal portion 22 is 100 to 300 mm, for example 150 mm. The material of the shaft 16 is carbon steel (for example, S45C) or alloy steel for mechanical structures (for example, SCM).

２．シャフトの補修方法
図２は、第１実施形態のシャフト１６の補修方法の一例を示すフローチャートである。第１実施形態では、シャフト１６を補修する際、準備工程及び加工工程が実施される。準備工程は、ジャーナル部２２へ加工を施す際の準備に関する工程である。加工工程は、ジャーナル部２２へ施す加工に関する工程である。初めに、準備工程について説明する。 2. Shaft Repair Method Fig. 2 is a flow chart showing an example of a method for repairing the shaft 16 of the first embodiment. In the first embodiment, when repairing the shaft 16, a preparation step and a processing step are carried out. The preparation step is a step related to preparation for processing the journal portion 22. The processing step is a step related to processing applied to the journal portion 22. First, the preparation step will be described.

準備工程は、搬入工程（ステップＳ１）、シャフト分離工程（ステップＳ２）、ジャーナル部露出工程（ステップＳ３）、仮軸受取付工程（ステップＳ４）、駆動装置連結工程（ステップＳ５）及び固定工程（ステップＳ６）等を含む。 The preparation process includes a carrying-in process (step S1), a shaft separation process (step S2), a journal portion exposure process (step S3), a temporary bearing installation process (step S4), a drive unit connection process (step S5), and a fixing process (step S6).

搬入工程（ステップＳ１）は、ナセル１４内に補修用機材を搬入する工程である。補修用機材とは、具体的に、シャフト１６の補修に用いる装置、材料及び道具等を指す。 The carrying-in process (step S1) is a process of carrying repair equipment into the nacelle 14. The repair equipment specifically refers to the devices, materials, tools, etc. used to repair the shaft 16.

シャフト分離工程（ステップＳ２）は、シャフト１６の第１軸部１６ａと第２軸部１６ｂとを分離させる工程である。第１軸部１６ａと第２軸部１６ｂは、たとえばカップリングなどで連結されている。シャフト分離工程では、当該固定具による固定状態を解除し、第１軸部１６ａに対して第２軸部１６ｂを切り離すことにより、シャフト１６が分離される。 The shaft separation process (step S2) is a process for separating the first shaft portion 16a and the second shaft portion 16b of the shaft 16. The first shaft portion 16a and the second shaft portion 16b are connected, for example, by a coupling. In the shaft separation process, the fixed state by the fixing device is released, and the second shaft portion 16b is separated from the first shaft portion 16a, thereby separating the shaft 16.

ジャーナル部露出工程（ステップＳ３）は、ジャーナル部２２を露出させる工程である。すなわち、ジャーナル部露出工程は、軸受１８を取り外す工程でもある。 The journal portion exposing process (step S3) is a process for exposing the journal portion 22. In other words, the journal portion exposing process is also a process for removing the bearing 18.

仮軸受取付工程（ステップＳ４）は、第２軸部１６ｂのジャーナル部２２以外の部分を直接的又は間接的に仮軸受２４で回転可能に保持させる工程である。図３は、第１実施形態の仮軸受取付工程を説明するための斜視図である。図４は、第１実施形態の仮軸受取付工程を説明するための断面図である。また、図３は、発電装置２０の前方側の一例を示し、図４は、第２軸部１６ｂの周辺の一例を示す。 The temporary bearing attachment process (step S4) is a process in which the portion of the second shaft portion 16b other than the journal portion 22 is directly or indirectly held rotatably by the temporary bearing 24. Figure 3 is a perspective view for explaining the temporary bearing attachment process of the first embodiment. Figure 4 is a cross-sectional view for explaining the temporary bearing attachment process of the first embodiment. Figure 3 shows an example of the front side of the power generation device 20, and Figure 4 shows an example of the periphery of the second shaft portion 16b.

なお、図３及び図４では、軸受１８及び軸受保持箱（図示せず）は、既に取り外されている状態である。また、図４では、取り外されている状態の軸受１８を破線で表している。 In Figures 3 and 4, the bearing 18 and the bearing retainer box (not shown) have already been removed. In Figure 4, the bearing 18 in the removed state is shown by a dashed line.

仮軸受取付工程が実施されると、軸受１８とは別の仮軸受２４が、軸受１８と同様に、第２軸部１６ｂを直接的又は間接的に回転可能に保持する。仮軸受２４としては、たとえば、汎用のベアリング（転がり軸受等）が用いられる。 When the temporary bearing attachment process is performed, a temporary bearing 24 separate from the bearing 18 directly or indirectly holds the second shaft portion 16b in a rotatable manner, similar to the bearing 18. As the temporary bearing 24, for example, a general-purpose bearing (such as a rolling bearing) is used.

図３及び図４に示す例では、仮軸受２４は、継ぎ軸２６を介して、第２軸部１６ｂを保持する。継ぎ軸２６は、第２軸部１６ｂを前後方向に延ばすための部材であって、第２軸部１６ｂと連結される。つまり、第２軸部１６ｂと連結される継ぎ軸２６は、その第２軸部１６ｂと一体的に回転可能とされる。また、図３及び図４では、第２軸部１６ｂと連結される継ぎ軸２６は、仮軸受２４に保持される。このように、本実施形態では、第２軸部１６ｂにおけるジャーナル部２２以外の部分が、継ぎ軸２６を介して間接的に仮軸受２４で保持される。ただし、継ぎ軸２６が省略されることにより、第２軸部１６ｂにおけるジャーナル部２２以外の部分が直接的に仮軸受２４で保持されてもよい。 3 and 4, the temporary bearing 24 holds the second shaft portion 16b via the joint shaft 26. The joint shaft 26 is a member for extending the second shaft portion 16b in the front-rear direction, and is connected to the second shaft portion 16b. In other words, the joint shaft 26 connected to the second shaft portion 16b is capable of rotating integrally with the second shaft portion 16b. Also, in FIG. 3 and FIG. 4, the joint shaft 26 connected to the second shaft portion 16b is held by the temporary bearing 24. Thus, in this embodiment, the part of the second shaft portion 16b other than the journal portion 22 is indirectly held by the temporary bearing 24 via the joint shaft 26. However, by omitting the joint shaft 26, the part of the second shaft portion 16b other than the journal portion 22 may be directly held by the temporary bearing 24.

さらに、仮軸受２４は、仮軸受台２８によって支持される。なお、仮軸受台２８は、仮軸受２４を支持するための台であって、ナセル１４の床に設置されている。 Furthermore, the temporary bearing 24 is supported by a temporary bearing stand 28. The temporary bearing stand 28 is a stand for supporting the temporary bearing 24 and is installed on the floor of the nacelle 14.

これらのことから、仮軸受取付工程が実施されると、仮軸受２４及び仮軸受台２８によって、ジャーナル部２２への加工時に生じる第２軸部１６ｂの振動が抑制される。すなわち、ジャーナル部２２を加工する際に、加工の精度を向上させることができる。 For these reasons, when the temporary bearing attachment process is carried out, the temporary bearing 24 and the temporary bearing stand 28 suppress vibrations of the second shaft portion 16b that occur when machining the journal portion 22. In other words, the machining accuracy can be improved when machining the journal portion 22.

また、仮軸受取付工程において、仮軸受台２８は、発電装置２０、具体的には、発電装置２０の前方側のフレームと連結されてもよい。図３に示す例では、仮軸受台２８は、後述する取付具５２及び複数の棒状の連結部材３０を介して、発電装置２０の前方側のフレームと連結される。 In addition, in the temporary bearing mounting process, the temporary bearing stand 28 may be connected to the power generation device 20, specifically, to the frame on the front side of the power generation device 20. In the example shown in FIG. 3, the temporary bearing stand 28 is connected to the frame on the front side of the power generation device 20 via a mounting fixture 52 and multiple rod-shaped connecting members 30, which will be described later.

このように、仮軸受台２８を発電装置２０と連結させる場合、仮軸受２４に対する仮軸受台２８の位置の精度を向上させることができる。 In this way, when the temporary bearing stand 28 is connected to the power generation device 20, the accuracy of the position of the temporary bearing stand 28 relative to the temporary bearing 24 can be improved.

また、この場合、仮軸受台２８が発電装置２０に対して固定されることから、ジャーナル部２２への加工時に生じる第２軸部１６ｂの振動をさらに抑制することができる。すなわち、ジャーナル部２２を加工する際に、加工の精度をさらに向上させることができる。 In this case, since the temporary bearing stand 28 is fixed to the power generation device 20, the vibration of the second shaft portion 16b that occurs when machining the journal portion 22 can be further suppressed. In other words, the machining accuracy can be further improved when machining the journal portion 22.

さらに、この場合、ジャーナル部２２への加工によって生じる加振力で、仮軸受台２８が振動したり移動するのを防ぐことができる。 Furthermore, in this case, it is possible to prevent the temporary bearing stand 28 from vibrating or moving due to the vibration force generated by machining the journal portion 22.

駆動装置連結工程（ステップＳ５）は、駆動装置３２を第２軸部１６ｂに連結する工程である。図５は、第１実施形態の駆動装置連結工程を説明するための概略図である。また、図５は、発電装置２０の後方側の一例を示す。 The drive unit connection step (step S5) is a step of connecting the drive unit 32 to the second shaft portion 16b. Figure 5 is a schematic diagram for explaining the drive unit connection step of the first embodiment. Figure 5 also shows an example of the rear side of the power generation device 20.

駆動装置連結工程が実施されると、駆動装置３２は、駆動装置台３１上に固定され、第２軸部１６ｂと連結される。駆動装置３２は、回転力を第２軸部１６ｂに供給するために設けられる。駆動装置３２としては、たとえば、汎用のモータが用いられる。また、駆動装置３２は、図示しないインバータ装置で可変速駆動が可能とされる。なお、駆動装置台３１は、駆動装置３２を支持する台であって、発電装置２０の後方側のフレームに固定されている。 When the drive unit connection process is performed, the drive unit 32 is fixed onto the drive unit stand 31 and connected to the second shaft portion 16b. The drive unit 32 is provided to supply rotational force to the second shaft portion 16b. For example, a general-purpose motor is used as the drive unit 32. The drive unit 32 can be driven at a variable speed by an inverter device (not shown). The drive unit stand 31 is a stand that supports the drive unit 32, and is fixed to the frame on the rear side of the power generation device 20.

図５に示す例では、駆動装置３２は、回転力を伝達させるための伝達機構３４を介して、第２軸部１６ｂと連結される。なお、伝達機構３４は、一方で生じる回転力を他方に伝達させるための周知の機構である。 In the example shown in FIG. 5, the drive unit 32 is connected to the second shaft portion 16b via a transmission mechanism 34 for transmitting a rotational force. The transmission mechanism 34 is a well-known mechanism for transmitting a rotational force generated on one side to the other side.

伝達機構３４については、たとえば、スプロケット及びプーリ等の軸と一体的に回転する回転部材が用いられる。また、伝達機構３４には、ベルト及びチェーン等の一方の回転部材の回転を他方の回転部材に伝達させるための部材が用いられる。 The transmission mechanism 34 may be, for example, a rotating member such as a sprocket or pulley that rotates integrally with the shaft. The transmission mechanism 34 may also be a member such as a belt or chain that transmits the rotation of one rotating member to the other rotating member.

これらのことから、駆動装置連結工程が実施されると、駆動装置３２の駆動によって生じる回転力を伝達機構３４を介して第２軸部１６ｂに伝達させ、その第２軸部１６ｂを回転させることが可能となる。 As a result, when the drive unit connection process is carried out, the rotational force generated by the drive unit 32 can be transmitted to the second shaft portion 16b via the transmission mechanism 34, thereby allowing the second shaft portion 16b to rotate.

固定工程（ステップＳ６）は、発電装置２０を発電装置台３６から離間させるように押し上げつつ、その押し上げられる発電装置２０を発電装置台３６に向けて押圧した状態で固定する工程である。なお、固定工程（ステップＳ６）は、仮軸受取付工程（ステップＳ４）の前に行われてもよい。図６は、第１実施形態の固定工程を説明するための概略図である。また、図６は、発電装置２０を軸直角方向に見た一例を示す。 The fixing process (step S6) is a process in which the power generating device 20 is pushed up so as to move it away from the power generating device stand 36, while the power generating device 20 being pushed up is fixed in a state in which it is pressed toward the power generating device stand 36. The fixing process (step S6) may be performed before the temporary bearing attachment process (step S4). Figure 6 is a schematic diagram for explaining the fixing process of the first embodiment. Figure 6 also shows an example of the power generating device 20 viewed in the direction perpendicular to the axis.

図６に示すように、発電装置２０は、防振部材３８を介して、発電装置台３６に固定されている。なお、発電装置台３６は、発電装置２０を支持する台である。防振部材３８は、発電装置２０の動作時に発生する振動を吸収する部材であって、弾性を有するゴム等により形成される。 As shown in FIG. 6, the power generation device 20 is fixed to a power generation device stand 36 via a vibration-proof member 38. The power generation device stand 36 is a stand that supports the power generation device 20. The vibration-proof member 38 is a member that absorbs vibrations that occur when the power generation device 20 is in operation, and is made of elastic rubber or the like.

固定工程が実施されると、ジャッキ装置４０によって、発電装置２０が発電装置台３６から離間させるように押上げられる。ジャッキ装置４０としては、たとえば、ジャッキボルト及び汎用のジャッキ等が用いられる。 When the fixing process is performed, the power generation unit 20 is pushed up by the jack device 40 so as to move it away from the power generation unit base 36. As the jack device 40, for example, a jack bolt and a general-purpose jack are used.

このように、発電装置２０が押し上げられると、防振部材３８の撓みがなくなり、ジャーナル部２２への加工時における防振部材３８に起因する発電装置２０の揺れを抑制することができる。 In this way, when the power generation device 20 is pushed up, the vibration-proof member 38 does not bend, and the vibration of the power generation device 20 caused by the vibration-proof member 38 during processing of the journal portion 22 can be suppressed.

また、固定工程が実施されると、固定具４２によって、発電装置２０が発電装置台３６に向けて押圧され、固定される。固定具４２としては、たとえば、チェーンブロック及び紐等の一方の部材を他方の部材に対して引っ張るための道具などが用いられる。図６に示す例では、固定具４２によって、発電装置２０が発電装置台３６に向かって引っ張られるようにして、すなわち、押圧されるようにして、固定される。 When the fixing process is performed, the generator 20 is pressed toward the generator stand 36 by the fixing device 42 and fixed. As the fixing device 42, for example, a tool for pulling one member against another member, such as a chain block or a rope, is used. In the example shown in FIG. 6, the generator 20 is fixed by being pulled, i.e., pressed, toward the generator stand 36 by the fixing device 42.

これらのことから、ジャッキ装置４０及び固定具４２の互いに逆方向に作用する力によって、ジャーナル部２２へ加工を施す際の発電装置２０の揺れが抑制される。つまり、固定工程によれば、ジャーナル部２２を加工する際に、加工の精度を向上させることができる。 As a result, the forces acting in opposite directions from the jack device 40 and the fixing device 42 suppress the shaking of the power generation device 20 when processing the journal portion 22. In other words, the fixing process improves the processing accuracy when processing the journal portion 22.

第１実施形態では、準備工程（ステップＳ１～Ｓ６）が実施されると、ブレード１２が連結される第１軸部１６ａを回転させることなく、第２軸部１６ｂを駆動装置３２で回転させることができる。つまり、仮軸受２４、仮軸受台２８、駆動装置３２、ジャッキ装置４０及び固定具４２等は、第２軸部１６ｂを独立して回転させための装置であるシャフト回転装置に該当する。 In the first embodiment, when the preparation process (steps S1 to S6) is performed, the second shaft portion 16b can be rotated by the drive device 32 without rotating the first shaft portion 16a to which the blade 12 is connected. In other words, the temporary bearing 24, temporary bearing stand 28, drive device 32, jack device 40, and fixture 42 correspond to a shaft rotation device, which is a device for independently rotating the second shaft portion 16b.

なお、準備工程のうち搬入工程（ステップＳ１）は、最初に実施されるが、シャフト分離工程（ステップＳ２）、ジャーナル部露出工程（ステップＳ３）、仮軸受取付工程（ステップＳ４）、駆動装置連結工程（ステップＳ５）及び固定工程（ステップＳ６）等の実施順は特に限定されない。次に加工工程について説明する。 Of the preparation steps, the loading step (step S1) is carried out first, but the order in which the shaft separation step (step S2), journal portion exposure step (step S3), temporary bearing attachment step (step S4), drive unit connection step (step S5), and fixing step (step S6) are carried out is not particularly limited. Next, the processing steps will be described.

第１実施形態では、準備加工が実施された後に、加工工程が実施される。加工工程は、上述したように、ジャーナル部２２へ施す加工に関する工程であって、切削工程（ステップＳ７）、肉盛工程（ステップＳ８）及び仕上げ加工工程（ステップＳ９）を含む。 In the first embodiment, the machining process is carried out after the preparatory processing is carried out. As described above, the machining process is a process related to the processing performed on the journal portion 22, and includes a cutting process (step S7), a cladding process (step S8), and a finishing process (step S9).

切削工程（ステップＳ７）は、第２軸部１６ｂを回転させながら、ジャーナル部２２の表面に切削処理を施すことにより、そのジャーナル部２２の表面における摩耗部分を除去する工程である。 The cutting process (step S7) is a process of removing worn portions on the surface of the journal portion 22 by performing a cutting process on the surface of the journal portion 22 while rotating the second shaft portion 16b.

切削工程では、切削装置４４及び取付具５２が用いられる。切削装置４４は、第２軸部１６ｂのジャーナル部２２の表面に対して切削処理を施すための装置である。取付具５２は、切削装置４４を発電装置２０のフレーム枠板２３に取り付けるための部材である。 In the cutting process, a cutting device 44 and a mounting fixture 52 are used. The cutting device 44 is a device for performing a cutting process on the surface of the journal portion 22 of the second shaft portion 16b. The mounting fixture 52 is a member for attaching the cutting device 44 to the frame plate 23 of the power generation device 20.

図７は、第１実施形態の切削装置４４の一例を示す斜視図である。図８は、第１実施形態の取付具５２の後方側の面の一例を示す概略図である。 Figure 7 is a perspective view showing an example of the cutting device 44 of the first embodiment. Figure 8 is a schematic diagram showing an example of the rear surface of the mounting fixture 52 of the first embodiment.

切削装置４４は、平板４６、送り機構４８及び切削部５０等を備える。平板４６上には、送り機構４８及び切削部５０が設けられる。 The cutting device 44 includes a flat plate 46, a feed mechanism 48, and a cutting unit 50. The feed mechanism 48 and the cutting unit 50 are provided on the flat plate 46.

送り機構４８は、切削部５０を前後方向及び第２軸部１６ｂの径方向に沿って変位させるための機構である。なお、送り機構４８は、所定の部材の回転等の動作に応じて、他の部材の位置を変位させる周知の機構である。 The feed mechanism 48 is a mechanism for displacing the cutting portion 50 in the front-rear direction and along the radial direction of the second shaft portion 16b. The feed mechanism 48 is a well-known mechanism for displacing the position of a specific member in response to the operation of another member, such as the rotation of the other member.

送り機構４８は、切削部５０を前後方向に変位させるための装置及び切削部５０を第２軸部１６ｂの径方向に沿って変位させるための装置で構成され、さらに、これらの装置は、たとえば、ラックピニオン、モータ及びハンドル等の部材によって構成される。切削部５０は、金属を切削する刃及びその刃を固定する台を含む。 The feed mechanism 48 is composed of a device for displacing the cutting part 50 in the forward and backward directions and a device for displacing the cutting part 50 along the radial direction of the second shaft part 16b, and these devices are further composed of members such as a rack and pinion, a motor, and a handle. The cutting part 50 includes a blade for cutting metal and a stand to which the blade is fixed.

取付具５２は、固定板５２ａ及び取付板５２ｂを備える。固定板５２ａは、切削装置４４を載置して固定するための板である。取付板５２ｂは、固定板５２ａに固定される切削装置４４を発電装置２０のフレーム枠板２３に取り付けるための板である。なお、固定板５２ａは、取付板５２ｂの前方側の面に固定される。 The mounting fixture 52 includes a fixing plate 52a and a mounting plate 52b. The fixing plate 52a is a plate for placing and fixing the cutting device 44. The mounting plate 52b is a plate for attaching the cutting device 44 fixed to the fixing plate 52a to the frame plate 23 of the power generation device 20. The fixing plate 52a is fixed to the front surface of the mounting plate 52b.

また、図８に示すように、取付板５２ｂの後方側の面には、凸部５６が形成されており、この凸部５６は、発電装置２０のフレーム枠板２３の内周面を形成する内面に沿った形状をしている。 As shown in FIG. 8, a protrusion 56 is formed on the rear surface of the mounting plate 52b, and this protrusion 56 has a shape that conforms to the inner surface that forms the inner peripheral surface of the frame plate 23 of the power generation device 20.

切削工程では、切削装置４４は、取付具５２に固定されたうえで、凸部５６が発電装置２０のフレーム枠板２３の内周面と当接するように、その発電装置２０に取り付けられる。なお、切削装置４４が取付具５２を介して発電装置２０のフレーム枠板２３に取り付ける際、重力により、凸部５６がフレーム枠板２３の内周面に引っかかるように取り付けられ、固定されるのが好ましい。 In the cutting process, the cutting device 44 is fixed to the mounting fixture 52 and then attached to the power generating device 20 so that the protrusions 56 abut against the inner peripheral surface of the frame plate 23 of the power generating device 20. When the cutting device 44 is attached to the frame plate 23 of the power generating device 20 via the mounting fixture 52, it is preferable that the protrusions 56 are attached and fixed so that they are caught on the inner peripheral surface of the frame plate 23 due to gravity.

このような、切削装置４４及び取付具５２によれば、切削装置４４を発電装置２０のフレーム枠板２３付近に配置させ、第２軸部１６ｂを回転させながら、ジャーナル部２２の表面に切削処理を施すことができる。なお、切削装置４４が取付具５２と一体的に構成されてもよい。すなわち、切削装置４４が取付具５２を含んでもよい。 With such a cutting device 44 and mounting fixture 52, the cutting device 44 can be positioned near the frame plate 23 of the power generation device 20, and the surface of the journal portion 22 can be cut while rotating the second shaft portion 16b. The cutting device 44 may be configured integrally with the mounting fixture 52. In other words, the cutting device 44 may include the mounting fixture 52.

また、第１実施形態では、図７に示すように、平板４６及び固定板５２ａ間の端部に加減板５８を挟み込んだうえで、平板４６が固定板５２ａに固定されてもよい。平板４６及び固定板５２ａ間に加減板５８が挟まれる場合、その加減板５８の厚みに応じて、平板４６及び固定板５２ａ間で角度が調整される。つまり、平板４６及び固定板５２ａの間に加減板５８を挟むことで、第２軸部１６ｂと切削部５０の平行度を調整することができる。なお、加減板５８は、小さく薄い板である。 In the first embodiment, as shown in FIG. 7, the adjustment plate 58 may be sandwiched between the end of the flat plate 46 and the fixed plate 52a, and then the flat plate 46 may be fixed to the fixed plate 52a. When the adjustment plate 58 is sandwiched between the flat plate 46 and the fixed plate 52a, the angle between the flat plate 46 and the fixed plate 52a is adjusted according to the thickness of the adjustment plate 58. In other words, by sandwiching the adjustment plate 58 between the flat plate 46 and the fixed plate 52a, the parallelism between the second shaft portion 16b and the cutting portion 50 can be adjusted. The adjustment plate 58 is a small and thin plate.

肉盛工程（ステップＳ８）は、第２軸部１６ｂを回転させながらその第２軸部１６ｂのジャーナル部２２の表面に肉盛層を形成する工程である。シャフト分離工程（ステップＳ２）によりシャフト１６の第１軸部１６ａと第２軸部１６ｂとが分離されているため、肉盛工程では、ブレード１２が連結された第１軸部１６ａを回転させずに、第２軸部１６ｂのみを回転させながら肉盛層を形成することができる。 The build-up process (step S8) is a process in which a build-up layer is formed on the surface of the journal portion 22 of the second shaft portion 16b while rotating the second shaft portion 16b. Because the first shaft portion 16a and the second shaft portion 16b of the shaft 16 are separated by the shaft separation process (step S2), in the build-up process, the build-up layer can be formed while rotating only the second shaft portion 16b, without rotating the first shaft portion 16a to which the blade 12 is connected.

肉盛工程では、層形成装置８０が用いられる。肉盛工程において、第２軸部１６ｂは駆動装置３２により一定の速度で回転される。また、層形成装置８０は、第２軸部１６ｂの軸方向（前後方向）に沿って一定の速度で移動される。これにより、ジャーナル部２２の表面の広い範囲に均一な肉盛層を形成することができる。層形成装置８０は、たとえば、肉盛溶射に対応する溶射装置である。肉盛溶射とは、ガス式及び電気式等の周知の溶射方式を利用して、金属製の母材に金属の溶材を溶融して噴射することにより肉盛する溶射方法であり、レーザにより溶材を溶融させるレーザクラッディングとは区別される。 In the build-up process, a layer forming device 80 is used. In the build-up process, the second shaft portion 16b is rotated at a constant speed by the drive device 32. The layer forming device 80 is also moved at a constant speed along the axial direction (front-back direction) of the second shaft portion 16b. This allows a uniform build-up layer to be formed over a wide area of the surface of the journal portion 22. The layer forming device 80 is, for example, a thermal spraying device that supports build-up thermal spraying. Build-up thermal spraying is a thermal spraying method that uses well-known thermal spraying methods such as gas and electric types to melt and spray a metal melt onto a metal base material to build up the material, and is distinguished from laser cladding, which melts the melt by a laser.

ガス式は、可燃性ガスが燃焼する際の熱を利用して溶材を溶射する方法である。電気式は、アーク放電の熱源を利用して溶材を溶射する方法である。 The gas method uses the heat generated when a flammable gas burns to spray the material. The electric method uses the heat source of an arc discharge to spray the material.

層形成装置８０としては、たとえば、フレーム溶射式に対応する溶射装置が用いられる。なお、層形成装置８０として、フレーム溶射式の溶射装置を用いる場合、層形成装置８０に供給される溶材の形状は、粉末状又は線形状とする。 For example, a flame spraying device is used as the layer forming device 80. When a flame spraying device is used as the layer forming device 80, the material supplied to the layer forming device 80 is in the form of a powder or a line.

図９は、第１実施形態の層形成装置８０の一例の一部を示す概略図である。また、図９は、線形状の溶材（線形溶材）８２を用いるフレーム溶射式の層形成装置８０を示す。図９において、層形成装置８０には、線形溶材８２が圧縮空気、燃焼ガス及び酸素とともに供給される。 Figure 9 is a schematic diagram showing a portion of an example of a layer forming apparatus 80 of the first embodiment. Also, Figure 9 shows a flame spray type layer forming apparatus 80 that uses a linear molten material (linear molten material) 82. In Figure 9, the linear molten material 82 is supplied to the layer forming apparatus 80 together with compressed air, combustion gas, and oxygen.

図９の層形成装置８０では、ノズル８４から噴射される燃焼ガス及び酸素によって燃焼フレーム８６が形成され、その燃焼フレーム８６によって、線形溶材８２が溶融される。さらに、図９の層形成装置８０では、圧縮空気は、ノズル８４からジャーナル部２２の表面にむけて噴射される。 In the layer forming device 80 of FIG. 9, a combustion flame 86 is formed by the combustion gas and oxygen injected from the nozzle 84, and the linear melt material 82 is melted by the combustion flame 86. Furthermore, in the layer forming device 80 of FIG. 9, compressed air is injected from the nozzle 84 toward the surface of the journal portion 22.

したがって、図９の層形成装置８０において、燃焼フレーム８６によって溶融される線形溶材８２は、ノズル８４からジャーナル部２２の表面にむけて圧縮空気とともに噴射される。このように、線形溶材８２がジャーナル部２２の表面に溶射されると、その線形溶材８２に対応する金属がジャーナル部２２の表面上で肉盛される。 Therefore, in the layer forming device 80 of FIG. 9, the linear welding material 82 melted by the combustion flame 86 is sprayed from the nozzle 84 toward the surface of the journal portion 22 together with compressed air. In this way, when the linear welding material 82 is sprayed onto the surface of the journal portion 22, the metal corresponding to the linear welding material 82 is built up on the surface of the journal portion 22.

図１０は、第１実施形態の層形成装置８０の他の例の一部を示す概略図である。また、図１０は、粉末状の溶材（粉末溶材）８８を用いるフレーム溶射式の層形成装置８０を示す。図１０において、層形成装置８０には、粉末溶材８８がその粉末溶材８８をノズル９０から噴射させるためのガス（キャリアガス）とともに供給される。また、図１０において、層形成装置８０には、燃焼ガスが酸素とともに供給される。 Figure 10 is a schematic diagram showing a portion of another example of the layer forming apparatus 80 of the first embodiment. Also, Figure 10 shows a flame spray type layer forming apparatus 80 that uses a powdered welding material (powder welding material) 88. In Figure 10, the layer forming apparatus 80 is supplied with the powdered welding material 88 together with a gas (carrier gas) for spraying the powdered welding material 88 from a nozzle 90. Also, in Figure 10, the layer forming apparatus 80 is supplied with a combustion gas together with oxygen.

図１０の層形成装置８０では、ノズル９０から噴射される燃焼ガス及び酸素によって燃焼フレーム９２が形成される。また、図１０の層形成装置８０では、粉末溶材８８がキャリアガスとともに、ノズル９０からジャーナル部２２の表面にむけて、噴射される。 In the layer forming device 80 of FIG. 10, a combustion flame 92 is formed by the combustion gas and oxygen sprayed from the nozzle 90. Also, in the layer forming device 80 of FIG. 10, the powder welding material 88 is sprayed from the nozzle 90 along with the carrier gas toward the surface of the journal portion 22.

したがって、図１０の層形成装置８０では、ノズル９０からジャーナル部２２の表面にむけて噴射される粉末溶材８８が、燃焼フレーム９２内を通過する際に溶融される。このように、粉末溶材８８がジャーナル部２２の表面に溶射されると、その粉末溶材８８に対応する金属がジャーナル部２２の表面上で肉盛される。 Therefore, in the layer forming device 80 of FIG. 10, the powder welding material 88 sprayed from the nozzle 90 toward the surface of the journal portion 22 is melted as it passes through the combustion flame 92. In this way, when the powder welding material 88 is sprayed onto the surface of the journal portion 22, the metal corresponding to the powder welding material 88 is built up on the surface of the journal portion 22.

図１１は、第１実施形態の層形成装置８０のさらに他の例の一部を示す概略図である。また、図１１は、レーザクラッディング式の層形成装置８０を示す。 Figure 11 is a schematic diagram showing a portion of yet another example of the layer forming device 80 of the first embodiment. Figure 11 also shows a laser cladding type layer forming device 80.

図１１の層形成装置８０では、ノズル９４から、ジャーナル部２２の表面にむけて、粉末溶材９６がキャリアガスとともに噴射される。なお、図１１の層形成装置８０では、粉末溶材９６は、ジャーナル部２２の表面に対して略垂直に噴射される。 In the layer forming device 80 of FIG. 11, the powder welding material 96 is sprayed from the nozzle 94 along with the carrier gas toward the surface of the journal portion 22. In the layer forming device 80 of FIG. 11, the powder welding material 96 is sprayed approximately perpendicular to the surface of the journal portion 22.

また、図１１の層形成装置８０では、複数の方向からジャーナル部２２の表面に向けて、複数のレーザビーム９８が連続的に照射される。各レーザビーム９８は、粉末溶材９６の噴射方向に対して外側から、その噴射方向に徐々に近づくように斜めに照射され、同一の照射位置１００で集光する。なお、照射位置１００は、ジャーナル部２２の表面上、または、表面から離間した位置である。 In addition, in the layer forming device 80 of FIG. 11, multiple laser beams 98 are continuously irradiated from multiple directions toward the surface of the journal portion 22. Each laser beam 98 is irradiated obliquely from the outside with respect to the injection direction of the powder welding material 96 so as to gradually approach the injection direction, and is focused at the same irradiation position 100. The irradiation position 100 is on the surface of the journal portion 22 or a position spaced apart from the surface.

したがって、図１１の層形成装置８０では、粉末溶材９６が照射位置１００を通過する際に溶融される。このように、粉末溶材９６が溶融されると、その粉末溶材９６に対応する金属がジャーナル部２２の表面上で肉盛される。ただし、レーザがジャーナル部２２の表面に対して略垂直に照射され、複数の方向からジャーナル部２２の表面に向けて粉末溶材９６が噴射されるような構成であってもよい。 Therefore, in the layer forming device 80 of FIG. 11, the powder welding material 96 is melted as it passes through the irradiation position 100. In this way, when the powder welding material 96 is melted, the metal corresponding to the powder welding material 96 is deposited on the surface of the journal portion 22. However, the laser may be irradiated approximately perpendicularly to the surface of the journal portion 22, and the powder welding material 96 may be sprayed toward the surface of the journal portion 22 from multiple directions.

加工工程には、切削工程（ステップＳ７）及び肉盛工程（ステップＳ８）以外に、ブラスト工程が含まれていてもよい。ブラスト工程は、切削工程と肉盛工程の間に行われ、ジャーナル部２２の表面に金属粒子又はセラミックス粒子を吹き付けることにより、当該表面の粗くするための工程である。ブラスト工程は、フレーム溶射式及びアーク溶射式の層形成装置８０を用いる場合にのみ実施され、レーザクラッディング式の層形成装置８０を用いる場合には省略されてもよい。 The processing process may include a blasting process in addition to the cutting process (step S7) and the deposition process (step S8). The blasting process is carried out between the cutting process and the deposition process, and is a process for roughening the surface of the journal portion 22 by spraying metal particles or ceramic particles onto the surface. The blasting process is carried out only when a flame spraying or arc spraying type layer forming device 80 is used, and may be omitted when a laser cladding type layer forming device 80 is used.

仕上加工工程（ステップＳ９）は、肉盛工程の後に行われ、肉盛層の表面を平滑化するとともに所定の形状寸法に仕上げるための工程である。仕上加工工程では、切削装置４４で肉盛層を切削して仕上げる。なお、切削加工に加え、研磨加工仕上げを行ってもよい。 The finishing process (step S9) is carried out after the build-up process to smooth the surface of the build-up layer and finish it to the specified shape and dimensions. In the finishing process, the build-up layer is cut and finished using a cutting device 44. In addition to cutting, polishing may also be performed.

風力発電用風車１０において、ナセル１４は高所に位置し、そのナセル１４内の空間は狭い。また、肉盛工程における肉盛層の形成は、作業員が層形成装置８０を用いて行う。持ち運びが容易である点及び溶射に伴う火花の飛散が少ない点を考慮すると、第１実施形態では、層形成装置８０として、線形溶材を用いるフレーム溶射式の溶射装置が用いるのが好ましい。 In the wind turbine 10 for wind power generation, the nacelle 14 is located at a high position, and the space inside the nacelle 14 is narrow. In addition, the deposition layer in the deposition process is formed by an operator using a layer forming device 80. Considering the ease of portability and the fact that there is little scattering of sparks associated with thermal spraying, in the first embodiment, it is preferable to use a flame thermal spraying type thermal spraying device that uses a linear welding material as the layer forming device 80.

図１２は、第１実施形態の溶射システム１２０の一例を示すブロック図である。なお、図１２に溶射システム１２０は、線形溶材を用いるフレーム溶射式の層形成装置８０に対応する。 Figure 12 is a block diagram showing an example of a thermal spraying system 120 according to the first embodiment. Note that the thermal spraying system 120 shown in Figure 12 corresponds to a flame spraying type layer forming device 80 that uses a linear material.

図１２に示すように、溶射システム１２０は、空気供給部１２２、酸素貯蔵部１２４、燃焼ガス貯蔵部１２６、流量制御部１２８及び層形成装置８０等を含む。空気供給部１２２、酸素貯蔵部１２４及び燃焼ガス貯蔵部１２６の各々は、流量制御部１２８を介して、層形成装置８０と管で接続される。 As shown in FIG. 12, the thermal spray system 120 includes an air supply unit 122, an oxygen storage unit 124, a combustion gas storage unit 126, a flow control unit 128, and a layer forming device 80. Each of the air supply unit 122, the oxygen storage unit 124, and the combustion gas storage unit 126 is connected to the layer forming device 80 by a pipe via the flow control unit 128.

空気供給部１２２は、圧縮した空気を供給するために設けられる。空気供給部１２２としては、汎用のコンプレッサーが用いられる。酸素貯蔵部１２４は、酸素を貯蔵するボンベである。燃焼ガス貯蔵部１２６は、燃焼ガスを貯蔵するボンベである。 The air supply unit 122 is provided to supply compressed air. A general-purpose compressor is used as the air supply unit 122. The oxygen storage unit 124 is a cylinder that stores oxygen. The combustion gas storage unit 126 is a cylinder that stores combustion gas.

流量制御部１２８は、圧縮空気、酸素、燃焼ガスの各々の流量を調整するためのコントロールユニットである。つまり、層形成装置８０には、流量が調整された圧縮空気、酸素、燃焼ガスの各々が供給される。また、図１２に示すように、層形成装置８０には、圧縮空気、酸素、燃焼ガスとは別に、溶材が供給される。 The flow rate control unit 128 is a control unit for adjusting the flow rates of the compressed air, oxygen, and combustion gas. In other words, the layer forming device 80 is supplied with compressed air, oxygen, and combustion gas with their flow rates adjusted. As shown in FIG. 12, the layer forming device 80 is also supplied with a welding material in addition to the compressed air, oxygen, and combustion gas.

このような溶射システム１２０であれば、少なくとも層形成装置８０をナセル１４内に搬入すれば、ジャーナル部２２の表面に対して肉盛層を形成することができる。層形成装置８０は、たとえば、ガン形状の溶射ガンにより構成され、作業員が手で持って容易にナセル１４内に搬入して溶射作業を行うことができる。 With such a thermal spraying system 120, by carrying at least the layer forming device 80 into the nacelle 14, a build-up layer can be formed on the surface of the journal portion 22. The layer forming device 80 is, for example, configured as a gun-shaped thermal spraying gun, and can be easily carried by an operator into the nacelle 14 by hand to perform thermal spraying work.

第１実施形態では、加工工程が実施されると、ジャーナル部２２の表面が補修される。加工工程において、肉盛工程は、切削工程の後に実施され、肉盛工程の後に仕上加工工程が実施される。つまり、加工工程によれば、シャフト１６の補修前後での第２軸部１６ｂの径が同様となるように、シャフト１６を補修することができる。 In the first embodiment, when the machining process is performed, the surface of the journal portion 22 is repaired. In the machining process, the build-up process is performed after the cutting process, and the finish machining process is performed after the build-up process. In other words, according to the machining process, the shaft 16 can be repaired so that the diameter of the second shaft portion 16b is the same before and after the repair of the shaft 16.

また、第１実施形態によれば、風力発電用風車１０のナセル１４内において、シャフト１６を簡単な設備で良好に補修することができる。 Furthermore, according to the first embodiment, the shaft 16 can be easily repaired using simple equipment within the nacelle 14 of the wind turbine 10 for wind power generation.

１０風力発電用風車
１２ブレード
１４ナセル
１６シャフト
１６ａ第１軸部
１６ｂ第２軸部
１８軸受
２０発電装置
２２ジャーナル部
２４仮軸受
２８仮軸受支持台
３２駆動装置
４０ジャッキ装置
４２固定具
４４切削装置 Reference Signs List 10 Wind turbine for wind power generation 12 Blade 14 Nacelle 16 Shaft 16a First shaft portion 16b Second shaft portion 18 Bearing 20 Power generation device 22 Journal portion 24 Temporary bearing 28 Temporary bearing support 32 Driving device 40 Jack device 42 Fixture 44 Cutting device

Claims

A shaft repair method for a wind turbine for wind power generation, in which a shaft connected to blades and a bearing that rotatably holds the shaft are housed in a hollow nacelle, comprising the steps of:
the shaft includes a first shaft portion to which the blade is connected, and a second shaft portion that is held by the bearing and is detachable from the first shaft portion,
a carrying step of carrying repair equipment into the nacelle;
a shaft separation step of separating the shaft by separating the second shaft portion from the first shaft portion;
a journal portion exposing step of exposing a journal portion held by the bearing in the second shaft portion;
and a build-up process for repairing the shaft by using repair equipment brought into the nacelle to form a build-up layer on the surface of the journal portion of the second shaft portion while rotating only the second shaft portion without rotating the first shaft portion.

The repair equipment includes a drive device for rotating the second shaft portion,
A drive unit connecting step of connecting the drive unit to the second shaft portion is further included.
2. The shaft repair method according to claim 1, wherein in the build-up step, a build-up layer is formed on a surface of the journal portion of the second shaft portion while rotating the second shaft portion by the driving device.

The repair equipment includes a temporary bearing separate from the bearing,
The temporary bearing mounting step further includes directly or indirectly rotatably holding a portion of the second shaft portion other than the journal portion by the temporary bearing,
3. A shaft repair method according to claim 1 or 2, characterized in that in the build-up process, a build-up layer is formed on a surface of the journal portion of the second shaft portion while rotating the second shaft portion held by the temporary bearing.

The repair equipment includes a cutting device for performing a cutting process on a surface of the second shaft portion,
The method further includes a cutting step of removing a worn portion on the surface of the journal portion by performing a cutting process on the surface of the journal portion of the second shaft portion using the cutting device while rotating the second shaft portion,
4. The shaft repair method according to claim 1, wherein in the build-up step, a build-up layer is formed on the surface of the journal portion after the cutting step.

The shaft repair method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that in the overlay process, a build-up layer is formed on the surface of the journal portion of the second shaft portion by thermally spraying a molten material.

The shaft repair method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that in the cladding process, a cladding layer is formed on the surface of the journal portion of the second shaft portion by laser cladding.

A shaft rotating device used in the shaft repair method according to any one of claims 1 to 6,
A temporary bearing provided separately from the bearing and configured to directly or indirectly rotatably hold the second shaft portion;
A support base for supporting the temporary bearing;
and a drive device for rotating the second shaft portion.

the second shaft portion constitutes a rotor of a power generating device provided in the wind turbine for wind power generation,
The shaft rotating device according to claim 7 , wherein the support base is connected to the power generating device.

A shaft rotating device used in a shaft repair method for a wind turbine for wind power generation, in which a shaft connected to a blade and a bearing that rotatably holds the shaft are housed in a hollow nacelle, comprising:
the shaft includes a first shaft portion to which the blade is connected, and a second shaft portion that is held by the bearing and is detachable from the first shaft portion,
The shaft repair method includes:
a carrying step of carrying repair equipment into the nacelle;
a shaft separation step of separating the shaft by separating the second shaft portion from the first shaft portion;
a journal portion exposing step of exposing a journal portion held by the bearing in the second shaft portion;
a cladding process for repairing the shaft by forming a cladding layer on a surface of the journal portion of the second shaft portion while rotating only the second shaft portion without rotating the first shaft portion, using repair equipment carried into the nacelle;
The shaft rotating device is
A temporary bearing provided separately from the bearing and configured to directly or indirectly rotatably hold the second shaft portion;
A support base for supporting the temporary bearing;
a drive device for rotating the second shaft portion,
the second shaft portion constitutes a rotor of a power generating device provided in the wind turbine for wind power generation,
A shaft rotating device, characterized in that the support base is connected to the power generation device.

a jack device for pushing the power generation device upward;
10. The shaft rotating device according to claim 8 , further comprising a fixing device that fixes the generator device, which is pushed up by the jack device, in a state in which the generator device is pressed downward.