特許 5934209 風力タービンのための、カバーで封止された箱型形状の電気スイッチギアキャビネット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5934209

(24)【登録日】2016年5月13日

(45)【発行日】2016年6月15日

(54)【発明の名称】風力タービンのための、カバーで封止された箱型形状の電気スイッチギアキャビネット

(51)【国際特許分類】

   F03D 80/00 20160101AFI20160602BHJP

   F03D 7/04 20060101ALI20160602BHJP

【ＦＩ】

   F03D11/00 Z

   F03D7/04 H

【請求項の数】23

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-524359(P2013-524359)

(86)(22)【出願日】2011年7月5日

(65)【公表番号】特表2013-538967(P2013-538967A)

(43)【公表日】2013年10月17日

(86)【国際出願番号】EP2011003339

(87)【国際公開番号】WO2012022394

(87)【国際公開日】20120223

【審査請求日】2013年7月8日

(31)【優先権主張番号】102010034873.2

(32)【優先日】2010年8月19日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】509309640

【氏名又は名称】エスエスベー・ヴィント・ズュステームス・ゲーエムベーハー・ウント・コムパニー・カーゲー

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075270

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 泰

(74)【代理人】

【識別番号】100096013

【弁理士】

【氏名又は名称】富田 博行

(74)【代理人】

【識別番号】100092967

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 修

(74)【代理人】

【識別番号】100119426

【弁理士】

【氏名又は名称】小見山 泰明

(72)【発明者】

【氏名】ティエー，マルク−アンドレ

【審査官】 所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】 独国特許出願公開第１９６３９８８９（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 欧州特許出願公開第００９９６２０６（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００９／０３３９１７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０３Ｄ ８０／００

Ｆ０３Ｄ ７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

風力タービンのブレード角度調節駆動部（ピッチ駆動部）のための電気的構成要素及び設備を収納するための箱型形状の電気的スイッチギアキャビネット（２，３，１７）であって、
カバーで封止され、
前記タービンの１又は複数のロータブレードがブレード軸周りに回転可能であり、
前記スイッチギアキャビネット（２，３，１７）が少なくとも２つのモジュール又はスイッチギアキャビネットセグメント（４，５）から組み立てられており、
幾つかの電気的構成要素及び設備が各ケース内で機能的に１つのモジュールに割り当てられている、スイッチギアキャビネットにおいて、
異なる電気的構成要素及び設備は、各ケース内でセグメントやモジュール（４，５）に割り当てられ又は割り当て可能であり、
前記電気的構成要素及び設備は、結合されて、スイッチギアキャビネット（２）の異なる全体的な機能や実施形態が実行可能であり、
前記モジュールやセグメントは、モジュールシステム（２１）のモジュール構成要素（２２）を形成しており、モジュールシステム（２１）によって、変換器ボックス（３）と、蓄電器ボックス（１７）とを構成でき、
前記変換器ボックス（３）では、１つまたは複数の変換器ユニットのための設備及び機器は、前記ピッチ駆動部のために配置されており、それによって、前記タービンの１又は複数のロータブレードがブレード軸周りに回転可能に調整でき、
蓄電器ボックス（１７）の中には、蓄電池又は蓄電器の形態の再充電可能な直流電圧源及びそれらの相互接続が配置でき、直流電圧源によって、電力中断や電力損失が生じた際に、短時間に確実に、関連するピッチ駆動部に対して電力が供給でき、
スイッチギアキャビネットは、変換器ボックス（３）としての機能と、蓄電器ボックス（１７）としての機能との両機能で使用できる、スイッチギアキャビネット。

【請求項2】

請求項１に記載のスイッチギアキャビネットにおいて、
前記セグメントや前記モジュール（４，５）は、金属（好ましくは、ステンレス鋼）、粉末被覆鋼、又はプラスチックで構成される、スイッチギアキャビネット。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のスイッチギアキャビネットにおいて、
複数の異なるセグメントやモジュール（４，５）は、横方向に配置されて、箱型形状のスイッチギアキャビネット（２，３，１７）を形成し、
それに垂直に配置されて、同じセグメントやモジュール（４，５）が、異なる機能を備えた箱型形状のスイッチギアキャビネット（２，１７）を更に形成する、スイッチギアキャビネット。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスイッチギアキャビネットにおいて、
各々のセグメントやモジュール（４，５）は、個別のカバー（１）を有する、スイッチギアキャビネット。

【請求項5】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスイッチギアキャビネットにおいて、
前記セグメントや前記モジュール（４，５）は、共通のカバー（１）で覆われている、スイッチギアキャビネット。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスイッチギアキャビネットにおいて、
近接して配置された３つの異なるセグメントやモジュール（４，５）は、前記カバー（１）で覆われて、スイッチギアキャビネット（２，３，１７）を形成する、スイッチギアキャビネット。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれか１項に記載のスイッチギアキャビネットにおいて、
前記セグメントや前記モジュール（４，５）は、前記スイッチギアキャビネット（２）内部の空間位置に割り当て可能である、スイッチギアキャビネット。

【請求項8】

請求項１乃至６のいずれか１項に記載のスイッチギアキャビネットにおいて、
前記セグメントやモジュール（４，５）は、前記スイッチギアキャビネット（２）内部の空間位置とは独立して配置されている、スイッチギアキャビネット。

【請求項9】

請求項１乃至８のいずれか１項に記載のスイッチギアキャビネットにおいて、
セグメントやモジュール（４，５）は、前記スイッチギアキャビネット（２，３，１７）の第１端部キャップ（６ａ）及び第２端部キャップ（６ｂ）と、第１及び第２の外側セグメント（５）と、１つまたは複数の中央セグメント（４）と、を有する、スイッチギアキャビネット。

【請求項10】

請求項９に記載のスイッチギアキャビネットにおいて、
前記２つの端部キャップ（６ａ、６ｂ）は、表面領域の大きさが等しく、
前記端部キャップの一方（６ａ）は、前記スイッチギアキャビネットの電気的構成要素及び設備を取り付けるための搭載プレートと、それの支持部と、を有し、
前記端部キャップの他方（６ｂ）は、プラグパネルを備えたプレートを有する、スイッチギアキャビネット。

【請求項11】

請求項９又は１０のスイッチギアキャビネットにおいて、
前記第１端部キャップ（６ａ）は、プラグやプラグパネルや他の電気的構成要素の配置のために、それの表面に表面スタンピングを有する、スイッチギアキャビネット。

【請求項12】

請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のスイッチギアキャビネットにおいて、
外側セグメント（５）及び前記中央セグメント（４）は、実質的に同じ構造を有し、互いに相互交換可能である、スイッチギアキャビネット。

【請求項13】

請求項９乃至１２のいずれか１項に記載のスイッチギアキャビネットにおいて、
中央セグメント（４）及び外側セグメント（５）は異なる幅を有する、スイッチギアキャビネット。

【請求項14】

請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のスイッチギアキャビネットにおいて、
セグメントやモジュール（４，５）は、水平方向に延伸している長方形状のベース表面（１０）を備えた、Ｕ字形状で平面状のフレーム構造を有し、
前記フレーム構造は、フレーム部品に囲まれて、各ケース内では横方向で垂直方向に突出している平面状の横方向表面（１１）を有する、スイッチギアキャビネット。

【請求項15】

請求項１４に記載のスイッチギアキャビネットにおいて、
セグメントやモジュール（４，５）の前記ベース表面（１０）及び／又は前記横方向表面（１１）は、要求及び機能に従って、開いた表面又はスタンピング可能な開口部を有する、スイッチギアキャビネット。

【請求項16】

請求項１４又は１５に記載のスイッチギアキャビネットにおいて、
前記セグメントや前記モジュール（４，５）のフレームの横方向表面（１１）は、スタンピング可能なプレート（１４）で封止された開口部（１３）と、閉じた表面を有する反対側の表面（１１）と、を有する、スイッチギアキャビネット。

【請求項17】

請求項１６に記載のスイッチギアキャビネットにおいて、
外方向に方向付けられた電気スイッチは、前記スタンピング可能なプレート（１４）上に配置されている、スイッチギアキャビネット。

【請求項18】

請求項９乃至１７のいずれか１項に記載のスイッチギアキャビネットにおいて、
外方向に向けて位置付けられた前記外側セグメント（５）の前記表面は、長手方向の各側面が端部キャップ（６ａ、６ｂ）で覆われている、スイッチギアキャビネット。

【請求項19】

請求項９乃至１８のいずれか１項に記載のスイッチギアキャビネットにおいて、
前記中央セグメント（４）は、各ケース内で、外側セグメントの対応するフレーム部品（１２）と共に、長手方向のフレーム部品及び横方向のフレーム部品（１２）に接続されている、スイッチギアキャビネット。

【請求項20】

請求項９乃至１９のいずれか１項に記載のスイッチギアキャビネットにおいて、
前記中央セグメント（４）の前記横方向のフレーム部品（１２）は、両側面上に閉じた面を形成する、スイッチギアキャビネット。

【請求項21】

請求項８乃至２０のいずれか１項に記載のスイッチギアキャビネットにおいて、
前記中央セグメント（４）及び前記外側セグメント（５）は、それの閉じたベース表面（１０）上に開口部を有する、スイッチギアキャビネット。

【請求項22】

請求項９乃至１３のいずれか１項に記載のスイッチギアキャビネットにおいて、
前記変換器ボックス（３）及び前記貯蔵電池ボックス（１７）の各々は、中央セグメント（４）及び横方向に配置された外側セグメント（５）を有して、それの外方向に向けて方向付けられた横方向表面（１１）が各ケース内で前記端部キャップ（６ａ、６ｂ）で覆われている、スイッチギアキャビネット。

【請求項23】

請求項２２に記載のスイッチギアキャビネットにおいて、
両方のボックス（３，１７）は、複数のＵ字形状のセグメント部品を有し、
前記Ｕ字形状のセグメント部品は、端部キャップ（６ａ、６ｂ）を備えた外側セグメント（５）として提供されるか、或いは、前記中央セグメント（４）として利用可能であるか、のいずれかである、スイッチギアキャビネット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の前段部に既定した風力タービンのカバーで封止された箱型形状の電気スイッチギアキャビネットに関する。本発明は、特に、スイッチギアキャビネットのセグメントの幾何学的な配置及び互換性に関する。本発明はまた、カバーで封止された箱型形状の電気スイッチギアキャビネットを備えた風力タービンに関する。

【背景技術】

【0002】

現代の風力タービンは、ロータに回転可能に取り付けられたロータブレードを有し、ロータは、各ロータブレードのために相対的にブレード角度を個別に変えることで風の入射角度を変化させることが可能である。外部の主電源供給源に接続されて制御可能な電気モータを有するピッチ駆動部を通じてその変化は生じ、ピッチ駆動部は、変換器に対するのと同じように、制御及び規制機器がロータブレードの調節のために割り当てられている。制御及び規制機器は、電気スイッチギアキャビネット（ピッチスイッチギアキャビネット）内に配置されている。ピッチスイッチギアキャビネットの本質的な構成要素は、ピッチシステムの制御された駆動部のための電気変換ユニットである。その結果、そのようなキャビネットはまた、変換器ボックスとして指定される。変換器ボックスは、例えば電気的又は電子的な構成要素及び設備を有し、具体的には、主電源アダプタ、回路ブレーカ、プラグ、入力／出力ユニット、ヒューズ、変圧器及び他の部品と設備であり、それらはまた、電気駆動部のための標準的なスイッチギアキャビネット内に備えられる。

【0003】

関連する制御キャビネットを備えた個別のピッチ駆動部は、通常、各ブレード（軸）に割り当てられ、複数のピッチスイッチギアキャビネットは、通常、タービンの上方マストヘッド（頂部ボックス）上に配置され、カバーで封止されたコンパクトボックスとして構成された風力タービン（ＷＥＡ）内に備えられる。それらは、そこで、回転部品（ハブ）内、及び／又は、タービン（ゴンドラ）の固定部品内のいずれかに配置されるが、好ましくは、ハブ内のロータブレードの支持部に接近して配置される。仮にピッチシステムの制御部が複数の軸のために連携して稼働すれば、マスター制御キャビネット（制御ボックス）として知られているものが、関連する軸ボックスに相互接続されるハブ内やゴンドラ内に追加して提供されることが可能である。

【0004】

据え付け位置と取り付け場所のために、これらのボックスは特に極端な天候条件に曝される。

【0005】

電力中断や電力欠陥が生じると、ピッチ駆動部の電圧供給は、少なくとも短時間確実に維持される必要がある。従って、各ピッチ駆動部はまた、各駆動ユニット（変換器＋モータ）に直接に接続された蓄電池や再充電可能な蓄電器の形態で、ロータ内やゴンドラ内に配置された追加の直流電圧源を有する。この電圧源は、主電力供給に障害が生じると、ピッチ駆動部のエネルギ供給を少なくとも一定の時間確実に維持する。モータが作動して、各ロータブレードは、フェザーリング位置やパーキング位置として知られている位置に至り、その結果、タービンは、シャットダウンするか、或いは、確実な回転速度だけで更に動作する（フェールセーフ機能）。取り付け場所のために、再充電可能な直流電圧源はまた、関連するスイッチ類と共に、通常、関連する軸ボックスに近接して配置されている箱型形状のキャビネット（蓄電器ボックス）内に囲われている。

【0006】

その結果、変換器ボックス及び蓄電器ボックスは、互いに直接的に接続されるか近接して配置されている２又は複数のキャビネットやボックスのスイッチギアキャビネットの組み合わせを形成する。

【0007】

３個のロータブレードを備えた風力タービンは、最大で７個のスイッチギアキャビネットを有することが可能であり、要求及び機能に従って異なって構成され、各々が独立して作られる必要がある。今日、異なるスイッチギアキャビネットはまた、ある程度はモジュール形式で構成され、即ち、個別の構成要素が機能に従って組み立てられ、各々が個別のモジュールやセグメントのいずれかを形成し、或いは、その配置は、互いに機構的及び電気的に接続される複数のモジュール筐体を有する。

【0008】

独国特許出願番号ＤＥ１０ ２００９ ０４４ ０３４Ａ１号を有する優先日において未だに公開されていない、出願人の独国特許出願は、電気的なスイッチギアキャビネットの配置を備えた風力タービンを示している。その特許出願の中では、少なくとも１つのブレード調節駆動部（ピッチシステム）を動作させる回路は、風力タービンの１又は複数のロータブレードがブレード軸回りに回転可能な手段によって提供される。スイッチギアキャビネットの配置は、１つのコンパクトで半径方向の中心容器内に組み立てられた複数のモジュールを有し、それの内側空間は、特にパーティションによって複数のセグメント（モジュール）に分けられている。パーティションは、セグメントの壁を備えたスイッチギアキャビネットやモジュールを形成し、そのようなスイッチギアキャビネットやモジュールに対して一定の機能が割り当てられる。その結果、あるモジュールが蓄電器キャビネットの機能のために提供され、他のモジュールが変換器キャビネットの機能のために、更に別のモジュールが制御キャビネットの機能のために、そして、選択的には、更なるモジュールが他の機能のために提供される。個々のモジュールは、各々、別個に作られることも可能な分離した構造ユニットを形成可能である。しかし、上述した特別な電気的機能は、各モジュール又は蜂の巣状のものに割り当てられる。機能間の互換性は、個別のモジュールに備わっていない。

【0009】

モジュール形式で構成されたスイッチギアキャビネットは、複数のモジュール筐体を有し、接続要素を介して互いに接続している、一般的なスイッチギアキャビネット構造（例えば、独国特許番号ＤＥ１０２ ４１ ５７４ Ｂ４号）から公知である。モジュール筐体は、各々が、外方向に向けて導かれるか、モジュール筐体を接続するために備わっている一連の電気プラグ接続を有することが可能である。

【0010】

支持レールに固定された複数のモジュールを有するスイッチギアキャビネットのボックスを備えたスイッチギアキャビネットは、独国特許出願番号ＤＥ１９７ ４３ ９７４Ａ１号から公知であり、ある種の機能が各々の個別のモジュールに割り当てられている。スイッチギアキャビネットは、方向性を有し、モジュール単位で構成された機能ブロックに過ぎない。モジュールは、技術的な機能に関して標準的なスイッチギアキャビネットと異なっておらず、むしろ、据え付け及び／又はアップグレードの更に単純なモードに関してだけ異なっている。

【0011】

既知の解決法の実質的な欠点は、電気的構成要素の数が増加することで、風力タービンに対する技術的な変更が原因で、スイッチギアキャビネットのレイアウトが大きくならざるを得ないことである。追加のキャビネットやモジュールは、必要であれば、既存のスイッチギアキャビネットに対して付加せざるを得ない。更に高レベルの設備が必要になれば、例えば、追加の或いは更に大きな構成要素が必要になれば、新たなキャビネットが設計され、或いは、追加の筐体モジュールが既存の配置に付加される。

【0012】

それゆえ、スイッチギアキャビネットの同一の部品や同一の機能のために、タービンのオペレータは、改良された技術上の要求事項のために対応する内容を備えた新たなスイッチギアキャビネットを常に設計し製作しなければならない。そのようなスイッチギアキャビネットは、個別に製造され、在庫され、各々を取り付ける必要がある。このために、スイッチギアキャビネットの製造は、高価で労働の多いものになっている。

【0013】

風力タービンの現在のハブ内では利用可能な空間に制限があるので、電気的構成要素に必要な空間とハブの大きさとの間に最適なバランスが確立される必要がある。特に軸のキャビネットをハブ内に据え付けた後には、通常、ＷＥＡのブレードを取り外すことなく軸のキャビネットを再度取り外すことはできない。ハブ内の小さな空間条件では、このことは、重要な取り組みを伴い、或いは、通常は可能ではない。ピッチシステムが完全に機能停止した場合、ハブは、通常、ブレードを含んだ状態でゴンドラから除去される必要がある。それから、ブレードの軸受開口部を通る軸のスイッチギアキャビネットを除去するために、選択的には、新しいスイッチギアキャビネットやモジュールを据え付けるために、ブレードは地上で取り外される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】独国特許出願番号ＤＥ１０ ２００９ ０４４ ０３４Ａ１号

【特許文献2】独国特許番号ＤＥ１０２ ４１ ５７４ Ｂ４号

【特許文献3】独国特許出願番号ＤＥ１９７ ４３ ９７４Ａ１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

本発明の目的は、技術的要求に従ったスイッチギアキャビネットを柔軟に設計すること、生産及び取り付けを改善することにある。また、そのようなスイッチギアキャビネットの据え付けと取り外しを改善することも意図している。

【0016】

本発明の目的は、請求項１の前段部と特徴部全体とを接続することで達成される。発明的な解決策の有利な発展は、従属請求項に帰着する。

【課題を解決するための手段】

【0017】

本発明は、異なるスイッチギアキャビネットやスイッチギアキャビネットの配置が、要求と機能とに従って実行可能なモジュールシステムに基づいている。この接続におけるモジュールシステムは、数少ないモジュール構成要素を使用して、スイッチギアキャビネットのセグメントやモジュールを使用して、異なる機構が実行可能なように設計されている。その結果、個別のモジュール構成要素は、更に高い量で製造可能であり、選択的には、自動機械を使用する連続生産として製造可能であり、在庫さえ可能である。このことは、結果として製造コストを更に少なくしている。その結果、数少ないモジュール構成要素を使用して、異なる機能を備えた異なるキャビネットは、コスト効率が良く柔軟に製造可能である。機能は、モジュール構成要素の対応する配置のために示されることが可能である。

【0018】

スイッチギアキャビネットの全体的な機能は、一方で、ある種の基本的な機能を備えている。基本的な機能は、何度も繰り返され、基本的なモジュール構成要素が基本的なモジュールの形態で割り当てられている。更に、更なる予備的な機能を備えている。更なる予備的な機能は、連続的に或いは結合して動作し、その結果、ある予備的なモジュール構成要素が予備的なモジュールとして割り当てられている。全体的な機能の更なるサブ機能として、特に補助的で増強効果を有し、その結果、特殊なモジュール構成要素や特殊なモジュールが割り当てられる特殊な機能が提供される。全体的な機能は、更に、すべての部品に正確に固定されることのない機能に適合する工程を備え、その工程に適合するモジュール構成要素や適合するモジュールが割り当てられる、

【0019】

モジュールシステムは、予見不可能な要求固有の機能を含む混合システムとして知られるものによって、追加的に補助可能であり、また、「非モジュール構成要素」や非モジュールとして知られているものが割り当てられるものによって、追加的に補助可能である。

【0020】

その結果、スイッチビアキャビネットの全体的な機能の異なる変形は、柔軟に使用されるある種のモジュール構成要素やスイッチギアキャビネットのセグメントに割り当てられることが可能であり、異なるスイッチギアキャビネットという結果となる。異なるモジュール構成要素やモジュールは、上述したそれらの機能に従って予め作られることが可能であり、選択的には、在庫され、柔軟に組み立てられて、異なる機能を備えたスイッチギアキャビネットを形成する。

【0021】

先行技術から、ある種の機能を有するモジュール構成要素が個別のモジュールに割り当てられることは、今まで知られているに過ぎず、本発明で提案されるような、異なる機能のために１つのモジュールやセグメントを使用すること、同じモジュールやセグメントを使用することが可能であることは知られていなかった。

【0022】

スイッチギアキャビネットの柔軟なモジュール構造を通じて、個別のセグメントやモジュールは、アクセスが困難な位置に取り付けらえたり、その後、それに続けて取り外されたりすることができる。例えば、上述した風力タービン内では、個別のセグメントは、完全なスイッチギアキャビネットより寸法が小さいから、多大の労力を必要とすることなく、スイッチギアキャビネットをハブ内やナセル内で更に容易に組み立てることができる。このことは、代わって、製造コスト及びメンテナンスコストを更に低くすることに加えて、タービンの利用可能性を更に大きくする。

【0023】

スイッチギアキャビネットのセグメントとモジュールとは、好ましくは、金属からなり、特にステンレス鋼、被覆された鋼、例えばプラスチックのような風力タービンでの使用に適した他の材料からなる。

【0024】

有利な実施形態では、複数の異なるセグメントやモジュールは、連続して又は隣接して配置される。連続して配置されることで、それらは、コンパクトで箱型形状の上が開いているスイッチギアキャビネットを形成する。それに垂直の追加の箱型形状のスイッチギアキャビネットは、異なる機能を備えるが、同一のセグメントやモジュールを結合させて現われることが可能である。そのような結合から生じるスイッチギアキャビネットやスイッチギアキャビネットの配置は、この接続において、直接に近接して配置されるか、互いに距離をおいて配置されるかのいずれかが可能である。

【0025】

各セグメント及び各モジュールは、有利なことに個別のカバーを有し、すべてのセグメントやモジュールに共通のカバーは、言うまでもなく、可能である。個別の又は共通のカバーは、個別のモジュールやセグメントと同じ材料で作られ、或いは、他の好適な材料で作られている。

【0026】

モジュールシステムのフレームワークの中では、セグメントやモジュールの数を最小限に減らすことは有利である。スイッチギアキャビネットの提供された機能のために、３個の異なるモジュールやセグメントだけが、ピッチ駆動部、端部キャップモジュール、外側セグメント及び中央セグメントに要求される。その結果、本発明の第１実施形態のセグメントやモジュールは、スイッチギアキャビネット内の空間的な配置に割り当て可能である。

【0027】

例えば、スイッチギアキャビネットとその支持体の電気的構成要素及び設備を取り付ける搭載プレートとしての端部キャップは、セグメント化された又はモジュール化されたやり方で構築されたスイッチギアキャビネット内に備えられることが可能である。第１端部キャップとは反対側の追加の端部キャップは、外側方向に向けられた電気的な接続、又は、他の近接したスイッチギアキャビネットやスイッチギアキャビネットのモジュールに対する電気的な接続のためのプラグプレートとして提供可能である。この接続では、プラグパネルの端部キャップは、プラグやプラグパネルの配置のために表面に表面スタンプを備えることが可能である。仮に小さいかほんの少しのスタンプが要求されれば、この端部キャップは、その反対側の搭載プレートと実質的に同一に構成され、従って、そのように使用されることも可能である。

【0028】

スイッチギアキャビネットの様々な機能を実行するために、可能な限り少数の同一のモジュール構成要素を備えたモジュールシステムが要求することは、２つの外側セグメント、及び、その２つの外側セグメントに囲まれた中央セグメントが、基本的な構造において実質的に同一構造を備えている点で有利であり、このことは、更に有利に実現される。このことは、一つのそして同一のセグメントが外側セグメントとして、或いは、中央セグメントとして使用可能であるという有利性を有している。その結果、本発明の更なる実施形態において、セグメントやモジュールの空間的な配置は、除去される。

【0029】

セグメントやモジュールは、水平方向に延伸する長方形状の閉じた、或いは、開いたベース表面を備えた、Ｕ字形状で平面状のフレーム構造からなり、フレーム部品に囲まれて、横方向で垂直方向に突き出した平面状のフレームの横方向部品を有している。中央セグメントは、外側セグメントの対応するフレーム部品と共に、各ケース内で長手方向のフレーム部品と横方向のフレーム部品とに接続される。

【0030】

それらの機能及び使用に従い、そのＵ字形状のセグメント部品（外側セグメント及び／又は中央セグメント）は、異なる幅を有して構成される。

【0031】

２つの外側セグメント及び中央セグメントは、更に、使用される機能に従い、各々が、部分的に開いた及び／又は閉じたベース表面又は横方向表面を有している点で区別される。その結果、両方のセグメントやモジュールは、原理上、相互交換可能であり、単一の要素として製造可能である。単一の要素は、横方向表面内やベース表面内のスタンピング可能な開口部（stampable openings）によって、使用に従って採用される際に必要とされるに過ぎない。

【0032】

スイッチギアキャビネットの閉じた箱型形状を実行するために、外方向に向かって指摘している外側セグメントの表面は、各ケース内で端部キャップによって２つのフレームの横方向部品の間で覆われている。中央セグメントの横方向のフレーム部品は、両側に閉じた表面を形成可能であり、或いは、その閉じたベース表面内に開口部を有することが可能である。外側セグメントの横方向の壁では、開いた表面が製造可能であり、例えば、スタンプによって連続して製造可能である。スイッチ類や接続部品や他の電気的構成要素は、外側セグメントの横方向の一つの壁におけるスタンプされた開口部内で外方向に向けて固定可能である。

【0033】

モジュールシステムを備えて、複数の個別のスイッチギアキャビネットを有するスイッチギアキャビネットの配置は、また、有利なことに、モジュール構成要素として上記した２つのセグメントやモジュールを備えて実行可能である。

【0034】

変換器キャビネット（変換器ボックス）は、一方では、２つのセグメントを備えて製造可能であり、その中に、標準的なスイッチギアキャビネット内で提供されるとき、電力変換のための変換器キャビネットのすべての設備及び機器が配置される。このキャビネットは、部分的なキャビネットとして別個に製造可能であり、その結果、上記した風力タービンのハブ内やゴンドラ内で、異なる方法で、ねじやボルトやリベットによって、他のキャビネットと分離可能に結合可能であり、それから後に取り外し可能である。

【0035】

しかし、コンテナは、また、変換器ボックスと実質的に同じ要素を備えて製造可能であり、変換器ボックスは、関連するスイッチ類を備えた蓄電器や蓄電池の形態の再充電可能な電圧源であって、ピッチ駆動部の電力供給が欠損した場合に、ロータのブレードを即座にパーキング位置やフェザーリング位置へと回転させるために、緊急の電力供給を確実にする再充電可能な電圧源を有しているに過ぎない。安全上の理由（脱気）のために、そのような「蓄電器ボックス」は、変換器ボックスから離れて提供される。

【0036】

追加の実施形態では、両方のボックス−−−必要であれば更に追加のボックス−−−は、その結果、原理上、唯一の同一部品、外側セグメントや中央セグメントのいずれにも利用可能なＵ字形状のセグメント部品で構成される。

【0037】

本発明の更なるタイプの具体例や変形例は、従属請求項、及び、図面において以下に示される実施形態から現れる。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】本発明の第１実施形態の外観図を示す。

【図2】図１を拡大図で示す。

【図3】本発明の追加の実施形態の外観図を示す。

【図4】図３を開放されたスイッチギアキャビネットの結合体として示す。

【図5】モジュールスイッチギアキャビネットの製造のための割り当て可能なモジュール構成要素を備えたモジュールシステムの概念図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0039】

図１は、箱型形状に構成され、カバー１で閉鎖された電気スイッチギアキャビネット２を示し、図１では、電気設備とスイッチ類（不図示）とが、風力タービン（ＷＥＡ）のブレード角度調節駆動部（ピッチ駆動部）を制御するために配置されている。それによって、タービンの１つ又は複数のロータブレードはブレード軸周りに回転式に調節可能である。そのようなスイッチギアキャビネットの本質的な構成要素は、ピッチシステムの制御された駆動部のための電気変換器ユニットである。従って、これらのキャビネットはまた、変換器ボックス３として指定される。変換器ボックス３は、例えば電気的又は電子的な要素及び設備を有し、具体的には、例えば主電源アダプタ、回路ブレーカ、及び、プラグ、入力／出力ユニット、ヒューズ、変圧器及び他の部品と設備であり、それらはまた、電気駆動部のための標準的なスイッチギアキャビネット内に備えられる。

【0040】

電気スイッチギアキャビネットとして機能する変換器ボックス３は、連続して配置されるモジュールシステム２１の３つのモジュールやセグメントで組み立てられる。その結果、モジュールやセグメントは、モジュールシステム２１のモジュール構成要素２２を形成する。個別のモジュール構成要素２２を備えたそのようなモジュールシステム２１の構造は、図５に見ることができる。

【0041】

図５に示されたモジュールシステム２１によって、変換器ボックス３は、図１及び図２において組み立てられている。変換器ボックス３の中央では、図２に特に見ることができるように、Ｕ字形状の中央セグメント４が配置され、各ケース内で類似のＵ字形状の外側セグメント５に横方向の端部で右左両方で接続されている。両方の外側セグメント５と中央セグメント４とは、対応する接続手段を介して長手方向の側面に沿って、しっかりとではあるが分離して接続されている。２つの外側セグメント５と、それらを取り囲む中央セグメント４とは、図２に見ることができるように、実質的に同一に構成されている。それらは、実施形態では、横方向の長さ部分だけで変換器ボックス３として区別されている。２つの外側セグメント５は、図１及び図２に従った実施形態における中央セグメント４よりも短い。しかし、それらはまた、中央セグメント４と同じ横方向長さを有することが可能である。

【0042】

図２は、変換器ボックス３のモジュール構造の拡大図を示す。２つの外側セグメント５は、各ケース内で端部キャップ６ａ、６ｂによって外方向に方向付けられた長手方向の側面上で覆われており、その結果、長手方向でボックスを閉じている。２つの端部キャップはまた、実質的に同一に構成されている。キャップ６ａ、６ｂはプレートを備え、プレートの表面は、開いたり閉じたりする表面を形成するように、要求に従ってスタンピング可能である。

【0043】

端部キャップ６ａが図２の前面領域に示されて、表面は、２つの近接した窓部９の方法で、スタンプされる。各窓部９はプラグパネル７を有し、プラグパネルの中で、プラグは、電力供給部の接続のために、或いは、ＷＥＡのピッチ駆動部や上位の制御部との通信のために配置される。背面の端部キャップ６ｂは、設備やスイッチ類を据え付けるための搭載プレート８として提供される。代替的には、スタンピングされていない前面の端部キャップ６ａがまた、このキャップのために使用されるであろう。

【0044】

各ケース内のＵ字形状の中央セグメント４と２つの外側セグメント５とは、ベース表面１０と、それに垂直で横方向に突出した横方向表面１１から構成される。ベース表面及び２つの横方向表面は、互いに接続され近接するフレームに接続されたフレームパーツ１２によって制限が外されている（図１参照）。蓄電器ボックス３としてのスイッチギアキャビネット２の実施形態では、すべてのベース表面１０は閉じている。しかし、横方向表面１１は異なる表面デザインを有している。２つの外側セグメント５の２つの背面の横方向表面１１は閉じているが、前面の横方向表面１１は表面全体にわたって開口部１３を有している。しかし、開口部はスタンピング可能なプレート１４で封止されている。前面の外側セグメント５のプレート１４上では、スイッチパネル２３が、搭載スイッチ類及び類似の機器のために提供されている。しかし、背面の外側セグメント５の前面プレート１４（図１）の場合、プレート１４はスタンピングされていない。中央セグメント４の２つの横方向表面１４は、前面と背面で、閉じた表面を形成している。風力タービンのハブのための照明機器１５（図１）は、追加的に、前面の横方向表面上に配置されている。

【0045】

図３は、個別のモジュールから組み立てられたスイッチギアキャビネットの配置１６を示し、個別のモジュールは、各ケース内でカバー１に覆われ２つの連続して配置されたスイッチギアキャビネット２の組み合わせから構成されている。

【0046】

記述の更なる進行のなかで、同一の要素や機能が、同じ参照番号で提供される。

【0047】

図３は、図５に従ったモジュールシステム２１で、追加のスイッチギアキャビネット２と共に製造されるスイッチギアキャビネット１６を示し、実質的に同一のモジュール構成要素２２、即ち、上記した図１及び図２からの変換器ボックス３としてのセグメントとモジュール（４，５）から構成されている。更なる制御キャビネット２は、変換器ボックス３上に横方向に（図３、図４左）配置され、図５からのモジュールシステム２１に従って、制御キャビネット２は、変換器ボックス３と実質的に同じセグメント又はモジュールから組み立てられる。

【0048】

図４は、両方のキャビネットのモジュール構造を見ることができるように、カバーをなくし内容物をなくした、図３からのスイッチギアキャビネットの配置１６を示す。

【0049】

第２のボックス２は、容器としての蓄電器ボックス１７として知られているものであり、その中には、蓄電池（その結果、指定蓄電器ボックス）や再充電可能な蓄電器の形態の再充電可能な直流電圧源及びそれの相互接続が配置される。安全上の理由から、蓄電器は、別個の容器、蓄電器ボックス１７内に配置される必要がある。蓄電器ボックス１７内に配置された蓄電器（或いは他の再充電可能な電圧源）は、電力中断や電力損失が生じた際に、短時間に確実に、関連するピッチ駆動部に対して電力を供給するという目標を有する。

【0050】

蓄電器ボックス１７のモジュール構造は、近接した変換器ボックス３のそれと実質的に同一である。蓄電器ボックス１７は、外側セグメント５が横方向に配置されている中央セグメント４から構成されることを、図４から見ることが可能である。外側セグメント５の両方の外側表面では、変換器ボックス３と共に、端部キャップ６ａ、６ｂもまた提供される。変換器ボックス３に類似の前面カバープレート６ａは、先にも述べたが、２つのスタンピング可能な窓部開口部を有している。しかし、変換器ボックス２内の２つの窓部開口部９とは対照的に、左の窓部内の変換器ボックス３への接続のために単一の小さなプラグ開口部という例外はあるが、２つのスタンピング可能な窓部開口部は、封止されている。変換器ボックス３内のそれの対象部品としての背面の端部キャップ６ｂは、連続した閉じた搭載プレート８を有する。

【0051】

変換器ボックス３と共に、蓄電器ボックス１７の２つの外側セグメント５及び中央セグメント４は、構造が既に記述されたＵ字形状のフレーム構造で構成されている。変換器ボックス３と共に、前方向に方向付けられた外側セグメント５の横方向表面１１は、また、開口部１３を有するが、開口部１３は、プレート１４で封止されている。２つの外側セグメント５の背面の横方向表面１１は、蓄電器キャビネット１７の空調のための追加の開口部１８を有する。蓄電器キャビネットの中央セグメント４は、変換器ボックス３のそれと同一である。

【0052】

変換器ボックスと蓄電器ボックスの両方を製造するために、１つのＵ字形状のセグメント部分だけが、そして、各ケースでは、端部キャップ６ａ、６ｂ及びカバー１が要求される。その結果、２つのモジュール構成要素２０を備えて、異なるスイッチギアキャビネットの配置が実行可能である。例えば、他の応用のために更に大きな変換器が要求されれば、更に大きな中央セグメントが使用される。

【0053】

その結果、スイッチギアキャビネットの構築のためには、頻繁に現れる同一部品のために、結果として配達時間が更に短くなる。

【0054】

図５は、モジュールのスイッチギアキャビネットを製造するために、割り当て可能なモジュール構成要素２２を備えた、既に上記したモジュールシステム２１の概念的な代表図を示す。図５において示された少ないモジュール及びセグメントのために、異なるスイッチギアキャビネットやスイッチギアキャビネットの配置が、要求されて、そして、機能に従って、実行可能である。機能は、モジュール構成要素の対応する配置を形成可能である。

【0055】

参照符号１９で提供される狭いＵ字形状のセグメントやモジュール、及び、参照符号２０で提供される幅広いＵ字形状のセグメントやモジュールが、第１の基本的なモジュール構成として、図５の頂部左に示されている。短いセグメント２０は、蓄電器ボックス１７として、或いは、変換器ボックス３として適用される際に、それの基本的な構造において外側セグメント５と同一であり、幅広のセグメント２０は、中央セグメント４と同一である。基本的なモジュール構成要素の横方向表面は、例えば、プラグパネル７、窓部開口部９，１３、又はプレート１４等の、予備的な要素、特別な要素、適合する要素として、或いは、非モジュール構成要素として構成される。図５に更に見られるように、２つの基本的なモジュール構成要素の空間配置は、また、相互交換可能であり、即ち、蓄電器ボックス内の中央セグメント４として指定されたモジュール構成要素は、また、端部にも配置可能である。更に、変換器ボックス内の外側セグメントとして指定されたモジュール構成要素は、中央位置で再開可能である。

【0056】

２つの端部キャップ６ａ、６ｂは、また、更なる基本的なモジュール構成要素として図５に見ることが可能である。各キャップは、各ケース内で、要求されて或いは機能に従って、予備的な要素、特別な要素、適合する要素として、或いは、非モジュール構成要素として構成されたプレートで構成される。

【0057】

スイッチギアキャビネット２は、ハブ内やゴンドラ内のマスター制御キャビネットやマスター制御ボックスとして機能するが、スイッチギアキャビネット２は、図５に従った、２つの短いＵ字形状のセグメントや２つの基本的なモジュール構成要素１９を組み合わせて組み立てることできる。替わって、後者は、変換器ボックス３の２つの外側セグメント５に対応する。ほんの少しのセグメントやモジュールを備えたモジュール配置によって、その結果、顧客の異なる仕様は、１つのそして同一のモジュールシステムと共に表わされる。

【符号の説明】

【0058】

１：カバー、２：スイッチギアキャビネット、３：変換器ボックス、４：中央セグメント、５：外側セグメント、６ａ，６ｂ：端部キャップ、１０：ベース表面、１１：横方向表面、１２：フレームパーツ、１３：開口部１４：プレート、１７：蓄電器ボックス、

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】