JP2018013101A - 風車およびその塗装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】風車における耐雷性を向上させる。
【解決手段】風車１は、風力発電システムで用いられるものであり、風を受けて回転する３枚のブレード２と、それぞれのブレード２の付け根を連結するハブ３と、ハブ３と連結された発電機を収納するナセルと、ブレード２、ハブ３および上記ナセルを支持し、かつ各種ケーブルの通り道となっているタワー５と、を有している。さらに、それぞれのブレード２の表面に、フッ素系撥水材またはシリコーン系撥水材等の撥水材料を混入した塗装材１６が塗装されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、風力発電システムに用いられる風車およびその塗装方法に関する。

風力発電システムは、クリーンエネルギを得られることから近年では、普及の途にあり、各地に設けられている。そして、風力発電システムに用いられる風車は、風況が良い場所に設置されるのが一般的であり、海岸近くや洋上に設置されるものもある。

また、風車はその大型大容量化が進んでおり、これに伴って地上高さは１００ｍ以上になるものもあり、世界各地で風車のブレードへの落雷の被害についての報告がある。

ここで、高層建造物（風車ブレード）の雷害対策装置が、例えば、特許文献１（特開２０１２−１６４４４６号公報）に開示されている。

特開２０１２−１６４４４６号公報

海岸近くまたは洋上に設置された風車では、風によって運ばれた塩分が風車のブレードに付着する。その際、塩分は、他の汚れ等とともにブレードの表面、主にブレード（ブレード片）の貼り合わせの隙間あるいは亀裂等に付着する。そして、雷雨がやって来て雨が降ると、ブレードの表面、上記隙間または上記亀裂等に雨水が付着し、先に付着していた塩分を含んで連なった状態となり、導通経路が形成される。

塩分を含んだ雨水による上記導通経路が形成された状態でブレードに落雷すると、落雷時の高電圧により上記導通経路を経てブレードの内部に向かって大電流が流れ、その結果、ブレードが損傷するという課題が起こる。

本発明の目的は、風車における耐雷性を向上させることができる技術を提供することにある。

本発明の前記の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される実施の形態のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

一実施の形態における風車は、風を受けて回転するブレードと、上記ブレードの付け根を連結するハブと、上記ハブと連結された発電機を収納するナセルと、上記ナセルを支持するタワーと、を有するものであり、上記ブレードの表面に、撥水材料を混入した塗装材が塗装されている。

一実施の形態における他の風車は、風を受けて回転するブレードと、上記ブレードの付け根を連結するハブと、上記ハブと連結された発電機を収納するナセルと、上記ナセルを支持するタワーと、を有するものであり、上記ブレードは、一組のブレード片と、上記一
組のブレード片を接合する接着剤と、を含み、上記接着剤に撥水材料が混入されている。

一実施の形態における風車の塗装方法は、（ａ）風車に取り付けられたブレードの汚れを取る工程、（ｂ）上記（ａ）工程の後、上記ブレードの表面に撥水塗装を施す工程、を有するものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

風車における耐雷性を向上させることができる。

本発明の実施の形態１の風車の外観構造の一例を示す正面図である。 図１の風車の外観構造の一例を示す斜視図である。 図１に示す風車のブレードの概略構造の一例を示す部分構成図である。 比較例のブレードにおける落雷ルートを示す部分構成図である。 比較例のブレードにおける落雷ルートを示す部分構成図である。 比較例のブレードにおける導通経路の形成原理の説明図である。 図１に示す風車のブレードにおける導通遮断の説明図である。 図１に示す風車のブレードにおける落雷ルートを示す部分構成図である。 本発明の実施の形態１の風車における変形例を示す概略図である。 本発明の実施の形態２のブレードの補修構造の一例を示す部分構成図である。 本発明の実施の形態２のブレードの補修構造の変形例を示す概略図である。 本発明の実施の形態３のブレードの塗装方法の一例を示す模式図である。 本発明の実施の形態４のブレードの塗装方法における洗浄範囲の一例を示す模式図である。 図１３に示す洗浄作業で用いられる飛行体の一例を示す模式図である。 図１４の飛行体に設けられた距離計測部材を示す模式図である。 本発明の実施の形態４のブレードのコーティング範囲の一例を示す模式図である。 図１６に示すコーティング作業で用いられる飛行体の一例を示す模式図である。 図１７の飛行体に設けられる塗布部材の構造の一例を示す部分側面図である。 図１７の飛行体に設けられる塗布部材の構造の一例を示す模式図である。 図１７の飛行体に設けられる塗布部材の構造の一例を示す部分側面図である。 図１７の飛行体に設けられる塗布部材の撥水液供給メカニズムを示す上面図である。 本発明の実施の形態４のブレードの塗装方法の変形例におけるコーティング範囲を示す模式図である。 図２２のコーティング作業で用いられる飛行体を示す模式図である。 図２３の飛行体に設けられた距離計測部材を示す模式図である。

以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。

また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではない。さらに、特定の数以上でも以下でも良いものとする。

また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

また、以下の実施の形態において、構成要素等について、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲等についても同様である。

以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の風車の外観構造の一例を示す正面図、図２は図１の風車の外観構造の一例を示す斜視図、図３は図１に示す風車のブレードの概略構造の一例を示す部分構成図である。

本実施の形態１の風車について説明すると、風車１は、風力発電システム（風力発電設備）で用いられるものであり、例えば、風力発電設備の地面等の設置場所（海岸や洋上を含む）Ｇに設置されているものである。図１および図２に示す風車１の構造について説明すると、風を受けて回転する３枚のブレード２と、それぞれのブレード２の付け根を連結するハブ３と、ハブ３と連結された発電機６を収納するナセル４と、風力発電設備の地面等の設置場所Ｇに設置され、かつナセル４を支持するタワー５と、を有している。さらに具体的に説明すると、ブレード２の付け根は、ハブ３によって、例えば、図示しないローター軸に連結されている。そして、ナセル４には、ハブ３から上記ローター軸を介して連結された発電機６等が収納されている。また、タワー５は、ブレード２、ハブ３およびナセル４を支え、かつ各種ケーブルの通り道となっている。

風車１では、３枚のブレード２が風を受けて回転し、上記ローター軸を介して図示しない増速機によって回転を上げ、発電機６に接続して電気を形成する。

次に、図３に示すブレード２の構造について説明する。ブレード２は、一組のブレード片２ａ，２ｂと、一組のブレード片２ａ，２ｂを接合する接着剤７ａと、を有している。すなわち、一組のブレード片２ａ，２ｂが接着剤７ａによって貼り合わされており、この貼り合わせ箇所が接着部７である。つまり、接着部７は、接着剤７ａからなる。さらに、ブレード２内の略中央部には、ブレード２の長手方向に沿ってブレード２の骨格となる導電性の骨組み部９が埋め込まれており、骨組み部９によってブレード２の強度を確保することができる。

また、ブレード２には、雷を受ける金属製のサージレセプタ（受雷部）８が設けられている。サージレセプタ８は、１つのブレード２に複数個設けられていることが好ましいが、サージレセプタ８の設置数は、１つでも複数であってもよい。

そして、サージレセプタ８は、アース線接続部１１を介して被覆付きのアース線１０に電気的に接続されており、サージレセプタ８に落雷した際には、アース線１０を介してアースに電流が流れるようになっている。

本実施の形態１の風車１は、図１および図２に示すように、ブレード２の表面に、撥水材料を混入した塗装材１６が塗装されている。また、塗装材１６は、ブレード２の図３に示す接着部７を含む全面に塗装されていることが好ましい。ブレード２の全面を塗装する場合には、ブレード２を組立てた後、出荷を行う前にブレード２の全面に塗装を行うことで、撥水機能を備えたブレード２を形成することができる。

なお、ブレード２は、例えば、ガラス繊維入り強化プラスチック材等からなる。また、塗装材１６に混入される撥水材料は、例えば、フッ素系撥水材もしくはシリコーン系撥水材等である。

これにより、ブレード２は、その表面に雨水が付着しても、撥水作用により雨水が水滴化されてはじかれる。さらに、ブレード２が回転した際に受ける風圧で水滴化した雨水をブレード２から飛ばす（除去する）ことができる。

その結果、ブレード２の表面に塩分を含んだ水分（塩水）が残留することを防止できる。

ここで、本発明が解決する課題について詳しく説明する。

図４は比較例のブレードにおける落雷ルートを示す部分構成図、図５は比較例のブレードにおける落雷ルートを示す部分構成図、図６は比較例のブレードにおける導通経路の形成原理の説明図である。

図４は、本願発明者が比較検討を行った比較例のブレード５０である。比較例のブレード５０では、サージレセプタ８に落雷１２があると、落雷ＡルートＰとなり、サージレセプタ８からアース線接続部１１およびアース線１０を介してアースに電流が流れる。落雷ＡルートＰであれば、ブレード５０が損傷するという課題は、特に発生しない。

ところが、ブレード５０の接着部５０ａの、例えば隙間（接着不良部）等に塩水が染み込んだ状態となっていると、この接着部５０ａに落雷１２があった場合、落雷ＢルートＱとなり、接着部５０ａから骨組み部９もしくはアース線１０に電流が流れる。その結果、ブレード５０の接着部５０ａが剥がれてブレード５０が破壊され、ブレード５０が損傷するという課題が発生する。

また、図５に示すように、ブレード５０に亀裂５０ｂ（後述する図１１のひび割れ箇所２ｃも同様）が形成されていると、亀裂５０ｂに対して落雷ＣルートＲが形成され、これによってもブレード５０が損傷するという課題が発生する。

なお、電流が流れる原理を説明すると、図６に示すように、電源１３と電流計１４とブレード５０とが電気的に接続された回路において、ブレード５０が塩水で濡れた状態Ｓだと電流Ｔが流れる。すなわち、付着した塩水によって導通する状態となってしまう。

次に、本実施の形態１の作用効果の原理について説明する。図７は図１に示す風車のブレードにおける導通遮断の説明図、図８は図１に示す風車のブレードにおける落雷ルートを示す部分構成図である。

図７に示すように、ブレード２の表面に撥水材を混入した塗装材１６が塗装されていると、ブレード２の表面に付着した雨水は撥水作用で水滴１５となって分散される。これにより、ブレード２の表面における雨水による導通経路は遮断された状態となる。さらに、それぞれ水玉状となった水滴１５は、風車１の回転によってブレード２から飛ばされる。その結果、ブレード２の表面に塩分を含んだ水分（塩水）が残留することを防止できる。言い換えると、ブレード２では、風車１の回転によって塩水を飛ばすことができ、雨水が付着し続けても塩分を洗い流すこともできる。

したがって、図８に示すブレード２のように、サージレセプタ８で落雷１２を受けても骨組み部９を介して電流をアースに流すことができる。これにより、ブレード２が損傷することを防止することができ、風車１における耐雷性を向上させることができる。

次に本実施の形態１の変形例について説明する。図９は本発明の実施の形態１の風車における変形例を示す概略図である。

図９に示すブレード２は、撥水材料を混入した塗装材１６がブレード２の全面ではなく、一部に塗装されたものである。例えば、ブレード２の先端からサージレセプタ８までの領域が塗装材１６によって塗装されている。これにより、設置後の風車１のブレード２に対して塗装材１６を塗装する際には、部分的な塗布で済むため、塗布作業の効率を向上させることができる。また、ブレード２の全面に塗装することに比べて使用する塗装材１６の量も低減できるため、塗装コストの低減化を図ることができる。

また、本実施の形態１の他の変形例として、ブレード２に対して、撥水材料を混入した塗装材１６を塗装することに変えて、撥水材料を混入した接着剤７ａを使用してもよい。すなわち、図３に示すブレード２におけるブレード片２ａ，２ｂを接合する接着剤７ａとして、撥水材料を混入した接着剤７ａを使用することで、接着部７において、雨水を撥水作用により水滴１５にすることができる。

なお、接着剤７ａに混入される撥水材料は、塗装材１６の場合と同様に、例えば、フッ素系撥水材もしくはシリコーン系撥水材等である。

これにより、接着部７に塩水（塩分を含んだ雨水）による導通経路が形成されることなく、接着部７での導通を遮断することができる。その結果、ブレード２が損傷することを防止することができ、風車１における耐雷性を向上させることができる。

また、撥水材料を混入した接着剤７ａを使用してブレード片２ａ，２ｂを接合することと、撥水材料を混入した塗装材１６をブレード２の表面に塗装することを、併用してもよい。この場合にも、ブレード２において塩水による導通経路が形成されることなく、その結果、ブレード２が損傷することを防止することができ、風車１における耐雷性を向上させることができる。

また、本実施の形態１の別の変形例として、ブレード２そのものを撥水材料を混入した樹脂材によって形成してもよい。例えば、ブレード２を形成するガラス繊維入り強化プラスチック材等の樹脂材に、フッ素系撥水材もしくはシリコーン系撥水材等の撥水材料を混入させ、この撥水材料を混入した樹脂材を用いてブレード２（ブレード片２ａ，２ｂ）を形成してもよい。ただし、この場合には、接着剤７ａからなる接着部７が撥水材料を含んでいないため、撥水材料を混入した接着剤７ａを使用してブレード片２ａ，２ｂを接合する方が好ましい。

すなわち、撥水材料を混入した樹脂材を使用してブレード片２ａ，２ｂを形成することと、撥水材料を混入した接着剤７ａを使用してブレード片２ａ，２ｂを接合することとを、併用してもよい。この場合にも、ブレード２において塩水による導通経路が形成されることなく、その結果、ブレード２が損傷することを防止することができ、風車１における耐雷性を向上させることができる。

（実施の形態２）
図１０は本発明の実施の形態２のブレードの補修構造の一例を示す部分構成図、図１１は本発明の実施の形態２のブレードの補修構造の変形例を示す概略図である。

本実施の形態２では、既に設置されている風車１に対して、ブレード２に補修等を行ってその補修箇所に撥水塗装を行う場合について説明する。図１０は、風力発電設備の地面等の設置場所もしくは海岸あるいは洋上に設置されている図１に示す風車１において、ブレード２の接着部７における接着剥がれを補修するものである。

まず、ブレード２における補修箇所の汚れを取る。具体的には、一組のブレード片２ａ，２ｂを接合している古い接着剤７ａを取り除き、その後、補修箇所の表面を削ることにより汚れを取る。これにより、古い接着剤７ａによって接着されていた接着箇所およびその周辺の表面をきれいにする。

次に、一組のブレード片２ａ，２ｂの上記補修箇所を、新たな（新しい）接着剤７ａを使用して接合する。接合後、上記補修箇所の表面に撥水塗装を施す。すなわち、上記補修箇所である接着箇所とその周辺を、撥水材料を混入した塗装材１６によって塗装する。ここで、使用する撥水材料は、上述と同様に、例えば、フッ素系撥水材もしくはシリコーン系撥水材等である。

以上のように、接着部７における補修箇所において、汚れを取ってからその表面に撥水塗装を行うことにより、実施の形態１と同様に、ブレード２の接着部７において塩水による導通経路が形成されることなく、その結果、落雷１２によってブレード２が損傷することを防止することができる。これにより、風車１における耐雷性を向上させることができる。

次に、図１１に示す本実施の形態２の変形例について説明する。図１１は、補修箇所がひび割れ箇所２ｃの場合である。

まず、上述の接着部７における接着剥がれの場合と同様に、補修箇所であるひび割れ箇所２ｃの汚れを取る。ここでは、ひび割れ箇所２ｃおよびその周辺の表面をきれいに削って汚れを取る。

次に、ひび割れ箇所２ｃの補修を行う。ここでは、ひび割れ箇所２ｃに補修シート１７を貼る。その後、補修シート１７の上から撥水塗装を施す。すなわち、補修シート１７の上から補修箇所とその周辺に、撥水材料を混入した塗装材１６によって塗装を施す。ここで、使用する撥水材料は、上述と同様に、例えば、フッ素系撥水材もしくはシリコーン系撥水材等である。

以上のように、ひび割れ箇所２ｃ等の補修箇所において、汚れを取ってからその表面に撥水塗装を行うことにより、ひび割れ箇所２ｃに塩水が浸透することを防止することができ、ブレード２に塩水による導通経路が形成されることがなくなる。その結果、図８に示す落雷１２によってブレード２が損傷することを防止することができ、風車１における耐雷性を向上させることができる。

（実施の形態３）
図１２は本発明の実施の形態３のブレードの塗装方法の一例を示す模式図である。

本実施の形態３では、既に設置されている風車１に対して、ブレード２に撥水コーティングを行う場合について説明する。図１２は、既に設置されている風車１のブレード２に対して、人手によって撥水コーティングを施すものである。

まず、ブレード２における補修箇所の汚れを取る。具体的には、作業者（人）１８が高所作業車２０に乗って所定の高さまで上昇する。ここでは、撥水コーティングを施す対象のブレード２の先端が下方向に向くようにブレード２を回転させ、作業者１８の高さが比較的低い位置（例えば、ナセル４の位置より低い位置）で作業が行えるような状況で撥水コーティングを行う。

これにより、作業者１８の安全を確保することができる。

なお、ブレード２の撥水コーティングを行う範囲は、ブレード２の先端付近であり、例えば、ブレード２の先端からサージレセプタ８までの範囲（サージレセプタ８を含んでそれより先端側の部分）とすることが好ましい。これにより、上記同様、作業者１８の高さが比較的低い位置で作業が行える状況で撥水コーティングを行うことができ、作業者１８の安全を確保することができる。

ブレード２の汚れを取る作業では、ブレード２を洗浄して汚れを取る。詳細には、ブレード２の洗浄ができるように、上述のようにブレード２を回転させて対象のブレード２の位置を低くし、洗浄を行う。ここでは、例えば、高圧洗浄によってブレード２を洗浄する。これにより、ブレード２に付着した塩分と汚れを取り除く。

次に、布１８ａ等を用いてブレード２に付いた洗浄液等の水分を拭き取る。これにより、塩水が先端に向かって垂れて、そこで固化するのを防ぐことができる。ただし、コーティング剤が水性の場合には上記拭き取りは実施しなくてもよい。

次に、撥水コーティングを行う。すなわち、フッ素系撥水材もしくはシリコーン系撥水材等を含んだコーティング剤を使用して、ブレード２の先端からサージレセプタ８までの範囲をコーティングする。その際、乾きが遅いコーティング剤を使用した場合は、コーティング剤が乾燥するまで待つ。以上で、撥水コーティングを終了する。

本実施の形態３のように、既に設置されている風車１のブレード２に対して撥水コーティングを施すことにより、ブレード２が撥水機能を備える。これにより、実施の形態１と同様に、ブレード２に塩水による導通経路が形成されることがなくなり、落雷１２によってブレード２が損傷することを防止することができる。その結果、風車１における耐雷性を向上させることができる。

（実施の形態４）
図１３は本発明の実施の形態４のブレードの塗装方法における洗浄範囲の一例を示す模式図、図１４は図１３に示す洗浄作業で用いられる飛行体の一例を示す模式図、図１５は図１４の飛行体に設けられた距離計測部材を示す模式図である。

本実施の形態４では、遠隔操縦可能な飛行体を使用して、既に設置されている風車１のブレード２に撥水コーティングを施す場合を説明する。ここでは、遠隔操縦可能な飛行体の一例としてドローンを用いる場合を取り上げて説明する。

まず、洗浄作業（洗浄処理）を行う。その際、図１３に示すように、洗浄の対象となるブレード２を上向きにする。これにより、塩分がブレード２の先端に集まることを防止できる。

次に、作業者（図１２参照）１８が図示しないカメラの映像を見ながらドローン（飛行体）２１を遠隔操縦し、ドローン２１によって洗浄を行う。ここで、ドローン２１の構成について説明すると、ドローン２１には上記カメラや後述する図１５に示す距離計測部材等が搭載されているものである。

ドローン２１は、図１４に示すように、本体部２２と、本体部２２に回転自在に設けられた複数の羽部２２ａと、洗浄液を収納したタンク２４と、タンク２４上に設置され、かつ洗浄液を噴射させる噴射装置２３と、噴射装置２３に取り付けられ、かつ対象物に対して洗浄液を噴射する噴射ノズル２５と、噴射ノズル２５とは反対側に洗浄液を噴射する逆噴射ノズル２６と、を備えている。洗浄液は、例えば水である。

なお、ブレード２の洗浄を行う範囲は、ブレード２の必要最低限の先端付近であり、例えば、図１３に示すよに、ブレード２の先端からサージレセプタ８までの範囲Ｃ（サージレセプタ８を含んでそれより先端側の部分）とすることが好ましい。

また、図１４に示すドローン２１の４枚の羽部２２ａそれぞれの真上および真下には噴射ノズル２５を設置せず、平面視で羽部２２ａからずれた位置に噴射ノズル２５を設置する。これにより、噴射ノズル２５から噴射する洗浄液の噴射方向が、羽部２２ａの回転による風の影響を受けることを防止でき、噴射ノズル２５からの洗浄液の噴射方向の安定化を図ることができる。

さらに、噴射ノズル２５から洗浄液を噴射する際に、逆噴射ノズル２６からも洗浄液を噴射することにより、ドローン２１の飛行姿勢の安定化を図ることができ、噴射ノズル２５からの洗浄液の噴射方向・噴射位置の精度を高めることができる。

また、噴射装置２３および噴射ノズル２５は、垂直方向に対して本体部２２とタンク２４との間の位置に設けられている。これにより、ドローン２１の飛行姿勢の安定化および噴射ノズル２５からの洗浄液の噴射方向・噴射位置の安定化を図ることができる。

また、洗浄液噴射時のブレード２とドローン２１の距離を一定に保つように、例えば、距離計を取り付け、設定距離よりもドローン２１が近づけないようにすることが好ましい。これにより、ドローン２１がブレード２に接触することを避けることができ、両者の接触による損傷を防止することができる。

なお、距離計は、光やレーザを用いた光学的な計測でもよいが、図１５に示す距離計測部材２７がドローン２１に取り付けられていてもよい。距離計測部材２７は、前筒３０と、前筒３０の先端部に取り付けられたゴム等の弾性部材２８と、前筒３０の後端部に取り付けられたバネ等の弾性体２９と、弾性体２９を収納する後筒３１と、からなる。これにより、洗浄中に前筒３０の先端の弾性部材２８がブレード２に接触すると弾性体２９の作用により、ドローン２１がブレード２から離れる方向に移動し、ドローン２１がブレード２に近づき過ぎないようにすることができる。すなわち、ドローン２１とブレード２の接触を低減することができる。

洗浄終了後、ブレード２の撥水コーティングを行う。ここでは、撥水コーティングの作業をドローン２１を使用して塗装によって行う場合について説明する。図１６は本発明の実施の形態４のブレードのコーティング範囲の一例を示す模式図、図１７は図１６に示すコーティング作業で用いられる飛行体の一例を示す模式図、図１８は図１７の飛行体に設けられる塗布部材の構造の一例を示す部分側面図である。さらに、図１９は図１７の飛行体に設けられる塗布部材の構造の一例を示す模式図、図２０は図１７の飛行体に設けられる塗布部材の構造の一例を示す部分側面図、図２１は図１７の飛行体に設けられる塗布部材の撥水液供給メカニズムを示す上面図である。

図１６に示すように、ブレード２の撥水コーティングを行う範囲は、洗浄を行った箇所であり、例えば、ブレード２の先端からサージレセプタ８までの範囲Ｄ（サージレセプタ８を含んでそれより先端側の部分）とすることが好ましい。

また、撥水コーティングに使用するドローン２１は、洗浄で使用したドローン２１と同じものを使用してもよいし、別のドローン２１を使用してもよいが、洗浄の場合と同様にカメラ付きであることが好ましい。撥水コーティングでは、撥水剤を使用するが、例えば、フッ素系撥水材もしくはシリコーン系撥水材等が混入されている。

撥水コーティングで使用されるドローン２１には、図１７に示すタンク２４に撥水剤が収納されている。そして、ドローン２１の垂直方向における本体部２２とタンク２４との間の位置に、撥水剤供給装置３３が設置されており、さらに撥水剤供給装置３３にコーティングノズル３２が設けられている。また、コーティングノズル３２の先端にはコーティング部３４が取り付けられている。

なお、撥水コーティングでは、作業者（図１２参照）１８が図示しないカメラの映像を見ながらドローン（飛行体）２１を遠隔操縦してコーティング作業を行う。コーティングノズル３２の先端のコーティング部３４は、図１８に示すようなローラー３４ａ、図１９に示すようなスポンジ３４ｂもしくは図２０に示すようなブラシ３４ｃ等であってもよい。また、スポンジ３４ｂの代わりに布等を使用してもよい。

コーティング作業時のドローン２１の動作では、例えば、コーティング部３４がブレード２に接触すると、図２１に示すように、前筒３０が後方Ｅに押される。前筒３０が押されると、前筒３０の上部穴部３０ａが後方にスライドし、供給部３１ａから上部穴部３０ａを介して前筒３０内に図１９に示す撥水剤が流れ込み、コーティング部３４に供給される仕組みとなっている。

以上のようにしてドローン２１に設けられたコーティングノズル３２のコーティング部３４により、ブレード２の所望箇所への撥水コーティングを実施する。

本実施の形態４のようにドローン２１を用いてブレード２に撥水コーティングを実施することにより、既に設置されている風車１に対しても、そのブレード２に容易に撥水コーティングを実施することができる。

これにより、ブレード２が撥水機能を備えるため、実施の形態１と同様に、ブレード２に塩水による導通経路が形成されることがなくなり、図８に示す落雷１２によってブレード２が損傷することを防止することができる。その結果、風車１における耐雷性を向上させることができる。

次に、本実施の形態４の変形例について説明する。

図２２は本発明の実施の形態４のブレードの塗装方法の変形例におけるコーティング範囲を示す模式図、図２３は図２２のコーティング作業で用いられる飛行体を示す模式図、図２４は図２３の飛行体に設けられた距離計測部材を示す模式図である。

本実施の形態４の変形例では、ブレード２への撥水コーティングの作業を、撥水剤を噴霧させて行う場合について説明する。

図２２に示すように、噴霧によるブレード２の撥水コーティングを行う範囲は、洗浄を行った箇所であり、例えば、ブレード２の先端からサージレセプタ８までの範囲Ｆ（サージレセプタ８を含んでそれより先端側の部分）とすることが好ましい。

また、撥水コーティングに使用するドローン２１は、洗浄で使用したドローン２１と同じものを使用してもよいし、別のドローン２１を使用してもよいが、カメラ付きおよび距離計測機付きであることが好ましい。噴霧による撥水コーティングでも、撥水剤を使用するが、例えば、フッ素系撥水材もしくはシリコーン系撥水材等が混入されている。

噴霧による撥水コーティングで使用されるドローン２１には、図２３に示すタンク２４に撥水剤が収納されている。そして、ドローン２１の垂直方向における本体部２２とタンク２４との間の位置に、撥水剤供給装置３３が設置されており、さらに撥水剤供給装置３３に噴霧ノズル３５が設けられている。

なお、噴霧による撥水コーティングにおいても、作業者（図１２参照）１８が図示しないカメラの映像を見ながらドローン（飛行体）２１を遠隔操縦し、これにより、噴霧ノズル３５からブレード２の所望箇所に対して撥水剤を噴霧してコーティング作業を行う。その際、図１４に示されている逆噴射ノズル２６は取り外し、そこに栓３６をする。また、タンク２４内には希釈した撥水剤が混入されている。すなわち、希釈した撥水剤を噴霧する。

以上により、作業者（図１２参照）１８が図示しないカメラの映像を見ながらドローン（飛行体）２１を遠隔操縦し、ドローン２１を用いて撥水剤を噴霧させながらブレード２に対して撥水コーティングを行う。

また、撥水剤噴霧時のブレード２とドローン２１の距離を一定に保つように、例えば、距離計を取り付け、設定距離よりもドローン２１が近づけないようにすることが好ましい。これにより、ドローン２１がブレード２に接触することを避けることができ、両者の接触による損傷を防止することができる。

なお、距離計は、光やレーザを用いた光学的な計測でもよいが、図２４に示す距離計測部材２７がドローン２１に取り付けられていてもよい。距離計測部材２７は、前筒３０と、前筒３０の先端部に取り付けられたゴム等の弾性部材２８と、前筒３０の後端部に取り付けられたバネ等の弾性体２９と、弾性体２９を収納する後筒３１と、からなる。これにより、洗浄中に前筒３０の先端の弾性部材２８がブレード２に接触すると弾性体２９の作用により、ドローン２１がブレード２から離れる方向に移動し、ドローン２１がブレード２に近づき過ぎないようにすることができる。すなわち、ドローン２１とブレード２の接触を低減することができる。

以上のようにしてドローン２１に設けられた噴霧ノズル３５から撥水剤を噴霧して、ブレード２の所望箇所への噴霧による撥水コーティングを実施する。

本実施の形態４の変形例のようにドローン２１を用いてブレード２に噴霧による撥水コーティングを実施することにより、既に設置されている風車１に対しても、そのブレード２に容易に撥水コーティングを実施することができる。

これにより、ブレード２が撥水機能を備えるため、実施の形態１と同様に、ブレード２に塩水による導通経路が形成されることがなくなり、図８に示す落雷１２によってブレード２が損傷することを防止することができる。その結果、風車１における耐雷性を向上させることができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、上記実施の形態４では、遠隔操縦可能な飛行体として、ドローン２１を使用する場合を説明したが、前記飛行体は、ヘリコプター等であってもよく、ヘリコプターを遠隔操縦してブレード２に撥水加工（撥水塗装、撥水コーティング等）を施してもよい。

また、上記実施の形態１〜４では、各ブレードが一組のブレード片からなり、この一組のブレード片が２つのブレード片２ａ，２ｂを有する場合を説明した。ただし、一組のブレード片と言う場合のブレード片の数は、２つ以上であれば、いくつであってもよい。すなわち、１つのブレード２は、２つ以上の何個のブレード片からなるものであってもよい。

１ 風車
２ ブレード
２ａ ブレード片
２ｂ ブレード片
２ｃ ひび割れ箇所（補修箇所）
３ ハブ
４ ナセル
５ タワー
６ 発電機
７ 接着部
７ａ 接着剤
８ サージレセプタ（受雷部）
１２ 落雷
１６ 塗装材
１７ 補修シート
１８ 作業者
１８ａ 布
２０ 高所作業車
２１ ドローン（飛行体）

Claims (15)

1. 風を受けて回転するブレードと、
   前記ブレードの付け根を連結するハブと、
   前記ハブと連結された発電機を収納するナセルと、
   前記ナセルを支持するタワーと、
   を有し、
   前記ブレードの表面に、撥水材料を混入した塗装材が塗装されている、風車。
2. 請求項１に記載の風車において、
   前記ブレードに受雷部が設けられ、
   前記ブレードの先端から前記受雷部までの領域が前記塗装材によって塗装されている、風車。
3. 風を受けて回転するブレードと、
   前記ブレードの付け根を連結するハブと、
   前記ハブと連結された発電機を収納するナセルと、
   前記ナセルを支持するタワーと、
   を有し、
   前記ブレードは、一組のブレード片と、前記一組のブレード片を接合する接着剤と、を含み、
   前記接着剤に撥水材料が混入されている、風車。
4. 請求項３に記載の風車において、
   前記ブレードは、撥水材料を混入した樹脂材からなる、風車。
5. （ａ）風車に取り付けられたブレードの汚れを取る工程、
   （ｂ）前記（ａ）工程の後、前記ブレードの表面に撥水塗装を施す工程、
   を有する、風車の塗装方法。
6. 請求項５に記載の風車の塗装方法において、
   前記（ａ）工程は、前記ブレードにおける補修箇所の汚れを取る工程であり、
   前記（ｂ）工程は、前記補修箇所の表面に撥水塗装を施す工程である、風車の塗装方法。
7. 請求項６に記載の風車の塗装方法において、
   前記（ａ）工程は、さらに、
   （ａ１）前記ブレードにおける一組のブレード片を接合している接着剤を取り除いて、前記補修箇所の表面を削ることにより汚れを取る工程、
   （ａ２）前記一組のブレード片を新たな接着剤を使用して接合する工程、
   を有する、風車の塗装方法。
8. 請求項６に記載の風車の塗装方法において、
   前記補修箇所は、前記ブレードの表面のひび割れ箇所であり、
   前記（ｂ）工程で、前記ブレードの前記ひび割れ箇所に撥水塗装を施す、風車の塗装方法。
9. 請求項８に記載の風車の塗装方法において、
   前記（ａ）工程で、前記ひび割れ箇所の汚れを取り、その後、前記ひび割れ箇所に補修シートを貼り、
   前記（ｂ）工程で、前記補修シートの上から撥水塗装を施す、風車の塗装方法。
10. 請求項５に記載の風車の塗装方法において、
    前記ブレードに受雷部が設けられており、
    前記（ｂ）工程で、前記ブレードの先端から前記受雷部までの領域を撥水塗装する、風車の塗装方法。
11. 請求項５に記載の風車の塗装方法において、
    前記（ａ）工程で、前記ブレードを洗浄して前記ブレードの汚れを取る、風車の塗装方法。
12. 請求項５に記載の風車の塗装方法において、
    前記（ａ）工程および前記（ｂ）工程の処理を人手によって行う、風車の塗装方法。
13. 請求項５に記載の風車の塗装方法において、
    前記（ａ）工程と前記（ｂ）工程との間に、前記（ａ）工程で使用した洗浄液を拭き取る工程を有する、風車の塗装方法。
14. 請求項５に記載の風車の塗装方法において、
    前記（ａ）工程および前記（ｂ）工程の処理を、遠隔操縦可能な飛行体によって行う、風車の塗装方法。
15. 請求項５に記載の風車の塗装方法において、
    前記風車は、風力発電設備の設置場所、海岸または洋上に設置されている風車である、風車の塗装方法。

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