JP2005299620A - 風力発電ブレ−ドの分割及び規格生産工法 - Google Patents

Abstract

【課題】 これまでの風力発電ブレ−ドは一体成型のため、梱包輸送費がコスト過半を占め、狭小地域への輸送が難しく輸送時のひび割れや欠損リスクも大きい。
ブレ−ド大型化や狭小地域への施設建設を考えれば、コンパクトに取り廻せるようにする必然性がある。
つまり、ブレ−ド大型化ではコンパクトに制作できる新技術開発が急務である。
【解決手段】 本発明は、風力発電ブレ−ドをコンテナサイズで規格生産する継手技術であり、コスト削減と性能向上を両立させ、充分な強度と疲労耐久性も確保できる。
まず、継手はブレ−ド外殻２層構造を利用したはめ込み式接合を基本とするが、現場状況や材質により２種類の工法を使い分ける。
ひとつは継手プレ−トはめ込んだうえ、クサビを打ち込み固定する工法であり、もうひとつは外殻プレ−トを重ね合わせ、組立ボルトで固定する工法である。
なお、ブレ−ド内部の補強リブプレ−ト継手は方立を挟み込むように接合する。更に、ブレ−ド表面は流体抵抗削減の為、微細な円錐形突起ＣＦシ−トで覆う。
【選択図】 図 ２

Description

構造面から一体成型物が主流である風力発電ブレ−ドを分割製作によって、製造並びに輸送費を大幅に削減する技術。
また、表面補強により不可避とされてきたひび割れ欠損を防止する技術。

風力発電先進国である欧米諸国からの輸入に頼る傾向が強い発電ブレ−ドは、地理的要因から輸送コストや品質確保の面で多くの問題を抱えている。
また、技術開発国産化にあたっては網羅された関連特許により障害も多い。

輸入風力発電ブレ−ドは梱包輸送費が価格の５０％にも達する場合があり、そのうえ欧米からの遠距離輸送にはひび割れ欠損のリスクも伴うのである。
そこで、大型発電ブレ−ド製作にも対応したうえで、輸送機器も含めて規格化する新技術の開発が急務である。
つまり、無公害風力発電システムの普及には、欧米メ−カ−の持つ既存技術や関連特許網を打破する革新的な技術を開発する以外に手立てはない。

本発明は、発電ブレ−ド分割製作にあたり性能を維持しながら必要な補強を行なうので、仮組み後に現場搬入する際でも耐久性と高品質を確保できる。
また、ブレ−ド表面を空気抵抗削減効果のある炭素繊維系流体抵抗攪拌シ−トで補強することで風きり騒音とひび割れ欠損を防止する。
さらに、本発明のはめ込み継手には十分な施工精度を確保できる特長もある。

本発明により、耐久性があり高機能で高品質な風力発電ブレ−ドの国産化が可能になり、無公害新エネルギ−の推進に貢献できる。
なお、大型発電ブレ−ドの分割製作は定型規格外物品輸送にかかるコストも規格コンテナへの搭載により大幅削減でき、価格競争力が大幅に向上する。

まず、本発明により既存特許網に抵触しないブレ−ド国産化により安価な新エネルギ−施設建設が可能になること。
また、強度と共に機能性の向上を伴う分割工法だから効率よく小型化できる。そこで、風力発電塔プレファブ化も同時に推進すれば、高機能で高品質な風力発電設備一式の国産化が達成できるのである。

発電ブレ−ドは最大１１メ−トル程度に分割し工場仮組み後に輸送するが、表面保護機能を持つ流体抵抗攪拌シ−トにはブレ−ド性能向上機能もある。
（１）特殊トレ−ラ−の使用不能地域への発電ブレ−ド輸送。
分割製作した発電ブレ−ド表面を流体抵抗攪拌シ−トで覆い、４０フィ−ト規格コンテナに搭載して輸送する。
（２）船舶による離島への発電ブレ−ドの搬入。
分割製作した発電ブレ−ド表面を流体抵抗攪拌シ−トで覆い、バラ積み又は４０フィ−ト規格コンテナに搭載し離島へ船舶輸送する。
（３）コンテナ船舶による海外への輸出及び輸送
分割製作した発電ブレ−ド表面を流体抵抗攪拌シ−トで覆うことで、補強のうえ４０フィ−ト規格コンテナに搭載して船舶輸送する。

風力発電ブレ−ドに限らず、構造体を接続するはめ込み式継手と表面を覆う流体抵抗攪拌シートによる補強は技術的に転用可能である。
また、長大部品も１２メ−トル以内（４０フィ−ト規格コンテナ）に分割継手を設けることで輸送費の安価な標準規格コンテナを利用できる。

風力発電ブレ−ドの全体概要がわかる図面である。 分割ブレ−ド継手形状がわかる詳細図面である。 分割ブレ−ドの接合状況がわかる詳細図面である。 流体抵抗攪拌シ−トの形状がわかる図面である。

符号の説明

１．風力発電ブレ−ド本体 ５．プライマ−下地仕上げ
２．ブレ−ド分割継手 ６．ネジキリ穴
３．ブレ−ド上層パネル ７．皿ネジ
４．ブレ−ド下層パネル ８．流体抵抗攪拌シート

一体成型物が主流である風力発電ブレードを分割して製作する工法により、製造及び輸送費を大幅に削減する技術。
更に、従来より不可避とされたブレード躯体のひび割れ欠損を防止する技術。

風力発電先進国である欧米諸国から輸入頼りの傾向が強い風力ブレードは、地理的要因により調達や輸送コストの面でも多くの問題を抱えている。
しかし、網羅された関連特許で独自のブレード製作技術も育めない状況にある。

輸入風力発電ブレードは梱包輸送費が価格の５０％にも達する場合があり、そのうえ欧米からの遠距離輸送の過程にはひび割れ欠損等のリスクも伴う。その為、風力ブレード大型化に対応しながらコンパクトに取り回せるような新技術の開発が急務となっている。
つまり、無公害風力発電システムの普及には、欧米メーカーの持つ先行技術や関連特許網を打破するような技術開発以外に道はない。

本発明は、風力ブレードの分割製作にあたり性能を維持しながら精度の高い補強を行なうので、工場から現場搬入する際でも高品質が維持できる。
なお、ブレード表面は空気抵抗削減効果のある流体抵抗攪拌突起ＣＦシートで補強するから風切り騒音やひび割れ欠損等も防止できるのである。
さらに、ネジ式はめ込み継手には十分な疲労耐久性が確保できる特長もある。

本発明は、耐久性に優れ高機能で高品質な風力発電ブレードの製作を可能にし、調達期間とコストの削減や無公害新エネルギーの推進にも貢献する。また、風力ブレードへの落雷被害も解決しなければならない問題であるが、風力ブレード先端にあえて脱着式避雷針を設けアースすれば回避できる。なお、輸送時には不便なので脱着式避雷針にすれば良い。
大型風力ブレードでも分割製作により標準コンテナへの搭載が可能だから、通常の規格外梱包にかかるコストが削減できるから競争力が向上する。

本発明のブレード分割工法は、全国津々浦々海外でも４０フィート標準コンテナによる輸送が可能なので特殊な梱包や輸送機器を用いなくて済む。
また、強度と機能性向上も合わせ持つ分割工法だから効率よく小型化できる。そこで、風力発電塔のプレファブ化も同様趣旨で推進すれば高機能で高品質な風力発電設備一式が完成する。

風力ブレード部材は最大１０メートル程度に分割し仮組み後に輸送するが、ブレード補強機能も持つ流体抵抗攪拌突起ＣＦシートは輸送時における欠損などのトラブルを防止する機能もある。
（１）特殊トレーラーが入り込めない地域への風力ブレード輸送。
分割製作したブレードは仮組み後に流体抵抗攪拌突起ＣＦシートで覆い、４０フィートコンテナに搭載して輸送するので取り回しが容易である。
（２）船舶による離島への風力ブレード搬入。
分割製作した風力ブレードを流体抵抗攪拌突起ＣＦシートで覆い，４０フィートコンテナに搭載した状態で離島へ輸送する。
（３）コンテナ船舶による海外への輸出
分割製作した風力ブレードを流体抵抗攪拌突起ＣＦシートで覆い、４０フィート標準コンテナに搭載して輸出する。

風力ブレードに限らず、構造体を接続する際のはめ込み式継手と流体抵抗攪拌突起ＣＦシートによる補強は様々な機器や構造物に転用できる。
また、長大部品も１２メートル以内（４０フィート標準コンテナ）に分割継手を設けることで、安価な標準コンテナによる輸送を可能にする。

風力発電ブレードの概要がわかる図面である。 風力ブレードの組立と継手形状がわかる図面である。 流体抵抗攪拌突起ＣＦシートの機能形状がわかる図面である。

符号の説明

１．風力発電ブレード本体（ＦＲＰ）
２．ブレード分割継手
３．ブレード上層パネル（ＦＲＰ）
４．ブレード下層パネル（ＦＲＰ）
５．プライマー下地
６．ネジキリ穴
７．組立ネジ
８．流体抵抗攪拌突起ＣＦシート
９．脱着式避雷針

一体成型物が主流である風力発電ブレ−ドを分割して製作する工法により、製造や輸送費等を大幅に削減する技術。
更に、ブレ−ド輸送や取付け時ブレ−ドのひび割れ欠損を防止する保護技術。

風力発電先進国である欧米諸国から輸入頼りの傾向が強い風力ブレ−ドは、地理的要因により調達コストや輸送コストの面でも多くの問題を抱えている。しかし、網羅された関連特許で独自のブレ−ド製作技術も育めない状況にある。

輸入風力発電ブレ−ドは梱包輸送費が価格の５０％にも達する場合があり、そのうえ欧米からの遠距離輸送の過程にはひび割れ欠損等のリスクも伴う。その為、風力ブレ−ド大型化に対応しながらコンパクトに取り回せるような新技術の開発が急務となっている。
つまり、無公害風力発電システムの普及には、欧米メ−カ−の持つ先行技術や関連特許網を打破するような技術開発以外に道はない。

本発明は、風力ブレ−ドの分割製作にあたり性能を維持しながら精度の高い補強を行なうので、工場から現場搬入する際でも高品質が維持できる。
なお、ブレ−ド表面は空気抵抗削減効果のある流体抵抗攪拌突起ＣＦシ−トで補強することにより風切り騒音やひび割れ欠損等が防止できる。
さらに、はめ込み式継手構造には十分な疲労耐久性を確保できる特長もある。

本発明は、耐久性に優れ高機能で高品質な風力発電ブレ−ドの製作を可能にし、調達期間とコストの削減や無公害新エネルギ−の推進にも貢献する。また、風力ブレ−ドへの落雷被害も解決しなければならない問題であるが、
風力ブレ−ド先端に脱着式避雷針を設けてア−スすれば回避できる。
なお、ブレ−ド輸送時には不都合なので脱着可能な避雷針にする。
大型風力ブレ−ドでも分割製作により標準コンテナへの搭載が可能だから、規格外梱包にかかる輸送コストを削減できるので価格競争力も向上する。

本発明のブレ−ド分割工法は、全国津々浦々海外でも４０フィ−ト標準コンテナによる輸送が可能なので特殊な梱包や輸送機器が不要である。
また、強度と機能性向上も合わせ持つ分割工法だから効率よく小型化できる。そこで、風力発電塔のプレファブ化も同様趣旨で推進すれば高機能で高品質な風力発電設備一式が完成する。

風力ブレ−ド部材は最大１０メ−トル程度に分割し仮組み後に輸送するが、ブレ−ド補強機能も持つ流体抵抗攪拌突起ＣＦシ−トは輸送時における欠損などのトラブルを防止する機能もある。
（１）特殊トレ−ラ−が入れない地域への風力ブレ−ド輸送。
分割製作したブレ−ドは工場仮組み後に流体抵抗攪拌突起ＣＦシ−トで覆い、４０フィ−ト標準コンテナに搭載して輸送するので取り扱いが容易になる。
（２）風力ブレ−ドの離島等への搬入。
分割製作した風力ブレ−ドを流体抵抗攪拌突起ＣＦシ−トで覆い、４０フィ−ト標準コンテナに搭載して離島等へ輸送する。
（３）船舶による海外への輸出
分割製作した風力ブレ−ドを流体抵抗攪拌突起ＣＦシ−トで覆い、４０フィ−ト標準コンテナに搭載して輸出する。

風力ブレ−ドに限らず、構造体を接続する際のはめ込み式継手と流体抵抗攪拌突起ＣＦシ−トによる補強と保護機能は様々な物品輸送にも活用できる。また、長大部品も１２メ−トル以内（４０フィ−ト標準コンテナ）に分割継手を設けることで安価な輸送を可能にする。

風力発電ブレ−ドの概要がわかる図面である。 風力ブレ−ドの組立と継手形状がわかる図面である。 流体抵抗攪拌突起ＣＦシ−トの機能形状がわかる図面である。

符号の説明

１．風力発電ブレ−ド本体（ＦＲＰ）
２．ブレ−ド分割継手
３．ブレ−ド上層パネル（ＦＲＰ）
４．ブレ−ド下層パネル（ＦＲＰ）
５．プライマ−下地
６．ネジキリ穴
７．組立ネジ
８．流体柢抗攪拌突起ＣＦシ−ト
９．脱着式避雷針

一体成型である風力発電ブレ−ドを、分割製作手法により取り廻しを容易にし、風力発電施設建設コストを大幅に削減する。
更に、ブレ−ド梱包や輸送、そして取付け時のひび割れ欠損も防止する技術。

風力発電先進国である欧米諸国からの輸入傾向が強い風力発電ブレ−ドは、長距離輸送や狭小地域への輸送等の地理的要因もあり発電コスト面で多くの問題を抱えている。
しかし、既に網羅された特許網により独自の製作技術も育めない状況にある。

輸入に限らず発電ブレ−ドは一体成型の為、梱包輸送費がコストの過半を占め、狭小地域へは輸送できず、遠距離輸送はひび割れや欠損リスクも伴う。更に、発電効率の良いブレ−ド大型化では、輸送機器や狭小地域への搬入面でコンパクトに取り廻せることが必須条件となる。
つまり、コンパクトな施設で製造と組立ができる新技術開発が急務である。

本発明は、風力発電ブレ−ドの分割製作において、合理的な補強方法により、コスト削減と性能向上が両立する工法であり、充分な疲労耐久性も確保できる。まず、外殻継手はブレ−ドの２層構造を活用して、はめ込み式接着シ−ト補強を基本とするが、現場状況や材質などにより２種類の工法を使い分ける。
なお、ブレ−ド内面の補強リブプレ−トは方立式継手で接合する。
第１は継手プレ−トはめ込み部にクサビを打ち込み固定する型式で、第２は外殻プレ−トを重ね合わせ、ボルトで縫い込むように固定する型式である。更に、ブレ−ド躯体は微細な円錐形突起ＣＦシ−トで覆うので風切り騒音やひび割れ欠損等も防止できる。

本発明は、取り回しが容易で耐久性に優れ高機能な風力発電ブレ−ドだからコスト削減や無公害エネルギ−の推進には特に効果的である。
しかし、既存技術の風力発電ブレ−ドについては落雷対策も難題である。
そこで、風力発電ブレ−ド表面を誘電体であるＣＦ素材で覆い、避雷ではなく逆に雷を誘導して地中へ逃がす発想で解決できる。
従って、発電効率の高い大型ブレ−ドも分割製作で製作も容易になり、標準コンテナ輸送により、コスト競争力も飛躍的に向上する。

本発明のブレ−ド分割工法なら全国津々浦々、また海外へも標準コンテナ輸送が可能だから、大幅なコスト削減が可能になる。
また、機能向上も併せ持つ分割工法で、組立部材の小型化も容易になる。
そこで、風力発電タワ−もＰＣプレファブ化と同趣旨で推進すれば、高機能かつコンパクトな風力発電設備が実現する。

ブレ−ド分割部品はコンテナ規格に合わせ最大長１１メ−トル程度とする。工場仮組みや輸送にはブレ−ド表面補強機能も持つ、微細な円錐形突起ＣＦシ−トで覆うため欠損などのトラブルも未然に防止できる。
（１）狭小地域への風力ブレ−ド輸送。
分割製作したブレ−ドは、工場で仮組み後に、外殻部を微細な円錐形突起ＣＦシ−トで覆い、コンテナ搭載したまま狭小地域へ輸送する。
つまり、道路事情が悪く、輸送の妨げとなる狭小地域への輸送が容易である。
（２）風力発電ブレ−ドの離島への輸送。
分割製作した風力ブレ−ドを微細な円錐形突起ＣＦシ−トで覆って、工場から標準コンテナに搭載して小型船舶で離島等への輸送する。
（３）船舶による海外への輸出
分割製作した風力ブレ−ドを微細な円錐形突起ＣＦシ−トで覆って、工場から標準コンテナに搭載して海上輸送する。

各種構造体を接続する際の埋め込み式継手と表面を覆う微細な円錐形突起ＣＦシ−トによる保護は様々なものに活用できる。
また、長大物も１２メ−トル以内（４０フィ−ト標準コンテナ）に継手を設けることで安価な大量輸送が可能になる。

風力発電ブレ−ドの概要がわかる図面である。 風力ブレ−ド外殻のはめ込みボルト式継手がわかる図面である。 風力ブレ−ド外殻のはめ込みクサビ式継手がわかる図面である。 風力ブレ−ド内部の補強プレ−トの継手がわかる図面である。 微細な円錐形突起ＣＦシ−トの機能形状がわかる図面である。

符号の説明

１．風力発電ブレ−ド躯体（Ｇ−ＦＲＰ）
２．ブレ−ド分割継手位置
３．ブレ−ド外殻上層パネル（Ｇ−ＦＲＰ）
４．ブレ−ド外殻下層パネル（Ｇ−ＦＲＰ）
５．クサビ用切り込み
６．クサビプレ−ト（Ｇ−ＦＲＰ）
７．組立ネジ（ＳＵＳ）
８．補強リブプレ−ト継手方立（Ｇ−ＦＲＰ）
９．ＣＦ又はＧＦ接着シ−ト
１０．ブレ−ド補強リブプレ−ト（Ｇ−ＦＲＰ）
１１．微細な円錐形突起ＣＦシ−ト
１２．着脱式避雷針（ＣＦ）

風力発電ブレ−ドの分割・規格生産工法により製造設備やコストを大幅に削減して、狭小地域へのコンテナ輸送により建設可能地域を拡大する技術。

風力発電先進国である欧米諸国からの輸入割合が高い風力発電ブレ−ドは、地理的要因から輸送リスクが大きく速やかな部品調達が難しい一方、狭小地域への輸送が難しいため設置場所も限られ、コストを含め多くの問題を抱える。更に、一体成型ブレ−ドのままでは既に網羅された特許網により、独自技術が育めない状況にある。

これまでの風力発電ブレ−ドは一体成型のため、梱包輸送費がコスト過半を占め、狭小地域への輸送が難しく輸送時のひび割れや欠損リスクも大きい。
ブレ−ド大型化や狭小地域への施設建設を考えれば、コンパクトに取り廻せるようにする必然性がある。
つまり、ブレ−ド大型化ではコンパクトに制作できる新技術開発が急務である。

本発明は、風力発電ブレ−ドをコンテナサイズに規格生産する継手技術で、コスト削減と性能向上を両立させ、充分な強度と疲労耐久性も確保できる。
まず、継手はブレ−ド外殻２層構造を活用したはめ込み式接合を基本とするが、現場状況や材質などにより２種類の工法を使い分ける。
ひとつは継手プレ−トはめ込んだうえ、クサビを打ち込み固定する型式であり、もうひとつは外殻プレ−トを重ね合わせ、組立ボルトで固定する型式である。
なお、ブレ−ド内部の補強リブプレ−ト継手は方立を挟み込むように接合する。更に、ブレ−ド表面は流体抵抗削減の為、微細な円錐形突起ＣＦシ−トで覆う。

本発明は、取り回しが容易なコンテナ規格サイズに制作出来る事、及び疲労耐久性に優れたブレ−ド継手技術なので発電コスト削減には効果的である。
また、これまでの風力発電ブレ−ドは落雷対策も未解決な問題となっている。そこで、風力発電ブレ−ド全体をＣＦシ−トで覆い、逆に雷を誘導のうえ、直接地中へ逃がす方式をとる。
従って、本発明は落雷対策技術も含め、発電効率の高い大型ブレ−ドの製作が容易になるなど、コスト競争力が飛躍的に向上する。

本発明のブレ−ド分割工法なら全国津々浦々、また海外へのコンテナ輸送も容易であり、工場での規格生産により、建設コストの大幅削減が見込める。
更に、機能向上も併せた分割工法であり、組立部材の大量生産も容易となる。また、風力発電タワ−躯体のＰＣプレファブ化を併せ、コンパクトでも効率の良いプレファブ式風力発電設備が実現できる。

ブレ−ド分割部品はコンテナ規格に合わせ最長１１メ−トル前後とする。工場仮組み時や輸送時にはブレ−ド表面保護機能も持つ、流体抵抗攪拌ＣＦシ−トで覆えば、ひび割れ欠損トラブルも末然に防止できる。
（１）狭小地域への風力ブレ−ド輸送。
分割製作したブレ−ドは、工場で仮組み後に全体をＣＦシ−トで覆い、コンテナ搭載のうえ建設現場へ輸送する。
これまで、道路事情が悪く輸送が難しかった狭小地域への搬入も容易になる。
（２）風力発電施設の離島への設置。
工場で分割製作した風力ブレ−ドを流体抵抗攪拌ＣＦシ−トで覆い、仮組後コンテナ搭載のうえ小型船舶で離島等への輸送する。
（３）船舶による海外への輸出
工場で分割製作した風力ブレ−ドを流体抵抗攪拌ＣＦシ−トで覆い、仮組後コンテナ搭載のうえ船舶輸送する。

構造体を接続するボルト埋め込み式継手工法と、輸送時にＣＦシ−トで表面を保護したり、コンテナ輸送サイズに納める技術は様々な分野に転用できる。つまり、長大物もコンテナサイズ（４０フィ−トコンテナ＝１２メ−トル以内）に継手を設けることで安価な輸送を可能にする。

風力発電ブレ−ドの概要がわかる図面である。 風力ブレ−ド外殻のはめ込みボルト式継手のわかる図面である。 風力ブレ−ド外殻のはめ込みクサビ式継手のわかる図面である。 風力ブレ−ド内部の方立式補強プレ−ト継手の図面である。 流体抵抗攪拌ＣＦシ−トの形状や機能がわかる図面である。

符号の説明

１．風力発電ブレ−ド躯体
２．ブレ−ド分割継手位置
３．ブレ−ド外殻上層プレ−ト
４．ブレ−ド外殻下層プレ−ト
５．クサビ用切り込み
６．クサビプレ−ト
７．組立ボルト
８．補強リブプレ−ト継手用方立
９．ＣＦ接着シ−ト
１０．ブレ−ド内部補強リブプレ−ト
１１．流体抵抗攪拌ＣＦシ−ト
１２．着脱式避雷針

Claims (2)

1. 風力発電ブレ−ドを分割製作し、製造及び輸送コストを大幅に削減する技術。
2. 風力発電ブレ−ド表面を流体抵抗攪拌シ−トで補強し、風切り騒音を防止すると共にひび割れ欠損も防止する技術。

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