JP2020045867A - Windmill blade, connection, connection method and process of manufacture windmill blade - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、風車翼、接続部、接続方法及び風車翼製造方法に関する。 The present invention relates to a wind turbine blade, a connection part, a connection method, and a wind turbine blade manufacturing method.
近年、再生可能エネルギーの中でもコストパフォーマンスに優れる風力発電が注目されている。特に大型風車は1機当りの発電量も大きく、コストパフォーマンスに優れるので、風車の大型化が進んでいる。具体的には、欧州では現在60m級の風車翼が主に用いられているが、今後は75〜150m級の風車翼が採用されていく見込みである。 In recent years, among renewable energies, wind power generation, which has excellent cost performance, has attracted attention. In particular, large wind turbines generate a large amount of power per machine and are excellent in cost performance. Specifically, 60 m class wind turbine blades are currently mainly used in Europe, but it is expected that 75 to 150 m class wind turbine blades will be used in the future.
しかし、風車翼を大型化するためには重量と強度が重要な問題となっている。このような問題に対して、例えば特許文献1や、特許文献2には、風車翼のスパーキャップの補強繊維として炭素繊維を用いる技術について開示されている。炭素繊維は軽量かつ高弾性の繊維であり、ガラス繊維を用いたスパーキャップより軽量で、強度等の性能が向上することが示されている。また、特許文献3には、炭素繊維を含み、線状の凸部が形成されたシートを、風車翼の表面に取り付けることが開示されている。 However, weight and strength are important issues in increasing the size of a wind turbine blade. With respect to such a problem, for example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 disclose a technique using carbon fiber as a reinforcing fiber of a spar cap of a wind turbine blade. Carbon fiber is a lightweight and highly elastic fiber, which is shown to be lighter than a spar cap using glass fiber and to improve performance such as strength. Patent Literature 3 discloses that a sheet including carbon fibers and having a linear convex portion is attached to the surface of a wind turbine blade.
スパーキャップなどを炭素繊維に置き換えるだけでは、より大型化する風車翼の強度及び軽量化が十分ではない可能性がある。更なる検討事項として、スパーキャップに接続されるシェアウェブの内部構造をガラス繊維から炭素繊維へ置き換えることが考えられる。 Replacing the spar cap or the like with carbon fiber alone may not provide sufficient strength and weight reduction of a larger wind turbine blade. A further consideration is to replace the internal structure of the shear web connected to the spar cap from glass fibers to carbon fibers.
本願の発明者等は、ガラス繊維のシェアウェブを単純に炭素繊維に置き換えようした。しかしながら、この場合には、多量の炭素繊維が必要であった。また、ガラス繊維のシェアウェブを製造する際に用いられる引き抜き成形による方法を、炭素繊維のシェアウェブを製造する際に適用しようとした場合には、樹脂含浸性の違いから引き抜き成形自体が困難であった。 The inventors of the present application have simply replaced the glass fiber share web with carbon fiber. However, in this case, a large amount of carbon fiber was required. In addition, if the method of pultrusion used when manufacturing a glass fiber share web is to be applied when manufacturing a carbon fiber share web, the pultrusion itself is difficult due to the difference in resin impregnation. there were.
本発明者等はさらなる検討を行い、炭素繊維を含み、凸部が形成されたシートを基材と組み合わせることによって、機械物性に優れたシェアウェブを製造可能であることを見いだした。しかし、上記の炭素繊維を含むシェアウェブのように、凸部が形成されたシェアウェブをスパーキャップと直接的に接着しようとする場合には、凸部のためにシェアウェブとスパーキャップとの間で接触面積を確保することが難しく、十分な機械強度を得ることが困難であった。 The present inventors have further studied and found that it is possible to manufacture a shear web having excellent mechanical properties by combining a sheet containing carbon fibers and having a convex portion formed thereon with a substrate. However, when it is intended to directly bond the shear web having the projections to the spar cap, as in the case of the above-described shear web containing carbon fibers, the gap between the shear web and the spar cap due to the projections. Therefore, it was difficult to secure a contact area, and it was difficult to obtain sufficient mechanical strength.
本発明は、外面及び内面を有するスパーキャップと、前記スパーキャップの前記内面側に建てられた一対の壁部を少なくとも有する、接続補助部材と、一対の前記壁部の間に位置するとともに前記スパーキャップの前記内面に対向する第1端部及び前記第1端部の反対側に位置する第2端部を含むシェアウェブであって、前記第1端部から前記第2端部へ広がる第1面及び第2面を含む第1強化繊維樹脂シートを少なくとも有するシェアウェブと、一対の前記壁部の間において前記壁部及び前記シェアウェブと接する、樹脂を含む接着材と、を備え、前記第1強化繊維樹脂シートの前記第2面は、複数のベース領域と、前記第1面から遠ざかる側に突出した複数のリブ領域と、を有し、前記接着材は、少なくとも部分的に複数の前記リブ領域の間に位置する、風車翼である。 The present invention provides a spar cap having at least a spar cap having an outer surface and an inner surface, a pair of wall portions built on the inner surface side of the spar cap, and a connection assisting member located between the pair of wall portions. A shear web including a first end facing the inner surface of the cap and a second end opposite the first end, wherein a first web extends from the first end to the second end. A shear web having at least a first reinforcing fiber resin sheet including a surface and a second surface, and an adhesive containing a resin, which is in contact with the wall portion and the shear web between a pair of the wall portions; The second surface of the 1-reinforced fiber resin sheet has a plurality of base regions and a plurality of rib regions protruding on a side away from the first surface, and the adhesive is at least partially provided with a plurality of the Rib area Positioned between a wind turbine blade.
本発明による風車翼において、前記接続補助部材は、一対の前記壁部の前記スパーキャップ側の端部に連結されるとともに前記スパーキャップの前記内面に沿って広がる底部をさらに有し、前記接着材は、前記壁部、前記底部及び前記シェアウェブと接していてもよい。 In the wind turbine blade according to the present invention, the connection auxiliary member further includes a bottom portion connected to ends of the pair of wall portions on the spar cap side and extending along the inner surface of the spar cap, May be in contact with the wall portion, the bottom portion, and the share web.
本発明による風車翼において、前記接続補助部材の前記底部は、前記スパーキャップの内面が広がる方向において、一対の前記壁部よりも外側にまで広がっていてもよい。 In the wind turbine blade according to the present invention, the bottom portion of the connection assisting member may extend outward from a pair of the wall portions in a direction in which an inner surface of the spar cap expands.
本発明による風車翼において、前記第1強化繊維樹脂シートの複数の前記リブ領域は、互いに平行に線状に延びていてもよい。 In the wind turbine blade according to the present invention, the plurality of rib regions of the first reinforcing fiber resin sheet may extend linearly in parallel with each other.
本発明による風車翼において、前記第1強化繊維樹脂シートは、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含んでもよい。 In the wind turbine blade according to the present invention, the first reinforcing fiber resin sheet may include carbon fiber and a thermoplastic resin.
本発明による風車翼において、前記第1強化繊維樹脂シートは、第1シート材と、前記第1シート材の一方の面上に位置し、前記リブ領域を構成する芯材と、前記芯材を覆うよう前記第1シート材に積層された第2シート材と、を有し、前記第1シート材及び前記第2シート材のうちの一方は、一方向に延びる連続繊維を含み、他方は、複数の方向に延びる連続繊維を含んでもよい。 In the wind turbine blade according to the present invention, the first reinforcing fiber resin sheet includes a first sheet material, a core material that is located on one surface of the first sheet material, and configures the rib region, and the core material. A second sheet material laminated on the first sheet material so as to cover, one of the first sheet material and the second sheet material includes continuous fibers extending in one direction, and the other includes: It may include continuous fibers extending in multiple directions.
本発明による風車翼において、前記シェアウェブは、前記第1強化繊維樹脂シートの第1面側に設けられた第2強化繊維樹脂シートを有し、前記第2強化繊維樹脂シートは、前記第1強化繊維樹脂シートの前記第1面と対向する第1面と、前記第2強化繊維樹脂シートの前記第1面とは反対側に位置する第2面とを有し、前記第2強化繊維樹脂シートの前記第2面は、複数の前記ベース領域と、前記第2強化繊維樹脂シートの前記第1面から遠ざかる側に突出した複数の前記リブ領域とを有し、前記接着材は、少なくとも部分的に、前記第2強化繊維樹脂シートの前記第2面の複数の前記リブ領域の間に位置してもよい。 In the wind turbine blade according to the present invention, the shear web includes a second reinforcing fiber resin sheet provided on a first surface side of the first reinforcing fiber resin sheet, and the second reinforcing fiber resin sheet includes the first reinforcing fiber resin sheet. The second reinforcing fiber resin sheet has a first surface facing the first surface of the reinforcing fiber resin sheet, and a second surface located on a side opposite to the first surface of the second reinforcing fiber resin sheet. The second surface of the sheet has a plurality of the base regions and a plurality of the rib regions protruding away from the first surface of the second reinforcing fiber resin sheet, and the adhesive is at least partially Preferably, the second reinforcing fiber resin sheet may be located between the plurality of rib regions on the second surface.
本発明は、外面及び内面を有するスパーキャップの前記内面に、前記内面に対向する第1端部及び前記第1端部の反対側に位置する第2端部を含むシェアウェブの前記第1端部を接続する接続部であって、前記シェアウェブは、前記第1端部から前記第2端部へ広がる第1面及び第2面を含む第1強化繊維樹脂シートを少なくとも有し、前記第1強化繊維樹脂シートの前記第2面は、複数のベース領域と、前記第1面から遠ざかる側に突出した複数のリブ領域と、を有し、前記接続部は、その間に前記シェアウェブの前記第1端部が位置するように前記スパーキャップの前記内面側に建てられた一対の壁部を少なくとも有する、接続補助部材と、一対の前記壁部の間において前記壁部及び前記シェアウェブと接する、樹脂を含む接着材と、を備え、前記接着材は、少なくとも部分的に複数の前記リブ領域の間に位置する、接続部である。 The present invention provides a spar cap having an outer surface and an inner surface, wherein the inner surface has a first end facing the inner surface and a second end located opposite the first end. A connecting portion for connecting portions, wherein the share web has at least a first reinforcing fiber resin sheet including a first surface and a second surface extending from the first end to the second end; (1) The second surface of the reinforcing fiber resin sheet has a plurality of base regions and a plurality of rib regions protruding to a side away from the first surface, and the connecting portion is provided between the plurality of base regions and the shear web. A connection assisting member having at least a pair of walls erected on the inner surface side of the spar cap such that a first end is located, and being in contact with the wall and the shear web between the pair of walls; , An adhesive containing resin, For example, the adhesive material is located between the at least partially the plurality of rib region is a connection part.
本発明による接続部において、前記接続補助部材は、一対の前記壁部の前記スパーキャップ側の端部に連結されるとともに前記スパーキャップの前記内面に沿って広がる底部をさらに有し、前記接着材は、前記壁部、前記底部及び前記シェアウェブと接していてもよい。 In the connecting portion according to the present invention, the connection assisting member further includes a bottom portion connected to ends of the pair of wall portions on the spar cap side and extending along the inner surface of the spar cap, wherein the adhesive material May be in contact with the wall portion, the bottom portion, and the share web.
本発明による接続部において、前記接続補助部材の前記底部は、前記スパーキャップの内面が広がる方向において、一対の前記壁部よりも外側にまで広がっていてもよい。 In the connecting portion according to the present invention, the bottom portion of the connection assisting member may extend outward from a pair of the wall portions in a direction in which an inner surface of the spar cap expands.
本発明による接続部において、前記シェアウェブは、前記第1強化繊維樹脂シートの第1面側に設けられた第2強化繊維樹脂シートを有し、前記第2強化繊維樹脂シートは、前記第1強化繊維樹脂シートの前記第1面と対向する第1面と、前記第2強化繊維樹脂シートの前記第1面とは反対側に位置する第2面とを有し、前記第2強化繊維樹脂シートの前記第2面は、複数の前記ベース領域と、前記第2強化繊維樹脂シートの前記第1面から遠ざかる側に突出した複数の前記リブ領域とを有し、前記接着材は、少なくとも部分的に、前記第2強化繊維樹脂シートの前記第2面の複数の前記リブ領域の間に位置してもよい。 In the connecting portion according to the present invention, the shear web includes a second reinforcing fiber resin sheet provided on a first surface side of the first reinforcing fiber resin sheet, and the second reinforcing fiber resin sheet includes the first reinforcing fiber resin sheet. The second reinforcing fiber resin sheet has a first surface facing the first surface of the reinforcing fiber resin sheet, and a second surface located on a side opposite to the first surface of the second reinforcing fiber resin sheet. The second surface of the sheet has a plurality of the base regions and a plurality of the rib regions protruding away from the first surface of the second reinforcing fiber resin sheet, and the adhesive is at least partially Preferably, the second reinforcing fiber resin sheet may be located between the plurality of rib regions on the second surface.
本発明は、外面及び内面を有するスパーキャップの前記内面に、前記内面に対向する第1端部及び前記第1端部の反対側に位置する第2端部を含むシェアウェブの前記第1端部を接続する接続方法であって、前記シェアウェブは、前記第1端部から前記第2端部へ広がる第1面及び第2面を含む第1強化繊維樹脂シートを少なくとも有し、前記第1強化繊維樹脂シートの前記第2面は、複数のベース領域と、前記第1面から遠ざかる側に突出した複数のリブ領域と、を有し、前記接続方法は、前記スパーキャップの前記内面に、一対の壁部を少なくとも有する接続補助部材を設ける接続補助部材設置工程と、一対の前記壁部の間に前記シェアウェブの前記第1端部が位置するように、前記シェアウェブを配置するシェアウェブ配置工程と、一対の前記壁部の間に、前記壁部及び前記シェアウェブと接するように、かつ少なくとも部分的に複数の前記リブ領域の間に位置するように、反応性樹脂を供給する、反応性樹脂供給工程と、前記反応性樹脂を硬化させる、反応性樹脂硬化工程と、を備える、接続方法である。 The present invention provides a spar cap having an outer surface and an inner surface, wherein the inner surface has a first end facing the inner surface and a second end located opposite the first end. A connection method for connecting parts, wherein the share web has at least a first reinforcing fiber resin sheet including a first surface and a second surface that extend from the first end to the second end. (1) The second surface of the reinforcing fiber resin sheet has a plurality of base regions and a plurality of rib regions protruding on a side away from the first surface, and the connection method includes the steps of: A connection assisting member installation step of providing a connection assisting member having at least a pair of wall portions, and a shear for disposing the share web such that the first end of the shear web is located between the pair of wall portions. Web placement process Supplying a reactive resin between the wall portions so as to be in contact with the wall portion and the shear web and at least partially between the plurality of rib regions. And a reactive resin curing step of curing the reactive resin.
本発明による接続方法において、前記反応性樹脂は、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、又は湿気硬化性樹脂であってもよい。 In the connection method according to the present invention, the reactive resin may be a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, or a moisture curable resin.
本発明は、上記記載の接続方法を備える、風車翼の製造方法である。 The present invention is a method for manufacturing a windmill blade, comprising the above-described connection method.
本発明の接続方法によれば、スパーキャップとシェアウェブとを接続することができる。 According to the connection method of the present invention, the supercap and the share web can be connected.
以下、図面を参照して本発明の風車翼の一実施の形態について説明する。本実施の形態においては、一例として、後述する風車の風車翼について説明する。図1〜図10は、本発明による一実施の形態を説明するための図である。なお、本件明細書に添付する図面においては、理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。また、図面の寸法比率は説明の都合上、構成の一部が図面から省略される場合がある。 Hereinafter, an embodiment of a wind turbine blade of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a windmill blade of a windmill described later will be described as an example. 1 to 10 are diagrams for explaining an embodiment according to the present invention. In addition, in the drawings attached to the present specification, for convenience of understanding, the scales and the dimensional ratios in the vertical and horizontal directions are appropriately changed from those of the actual ones and exaggerated. In addition, the dimensional ratios in the drawings may be partially omitted from the drawings for convenience of description.
(風車)
まず、本実施の形態に係る風車翼を有する風車について説明する。図1は、風力発電用の風車の図である。図1に示す風車80は、基礎B上に立設される支柱82と、支柱82の上端に設置されるナセル83と、ナセル83に設けられた、略水平な線を回転軸線として回転可能なローターヘッド84とを有している。図1に示す風車80は、さらに、ローターヘッド84の回転軸線周りに放射状に配置された、複数枚(例えば、3枚)の風車翼1を有する。ローターヘッド84の回転軸線方向から風車翼1に当たった風の力は、ローターヘッド84を回転軸線周りに回転させる動力に変換される。
(Windmill)
First, a windmill having a windmill blade according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram of a wind turbine for wind power generation. The wind turbine 80 shown in FIG. 1 can rotate with a column 82 erected on the foundation B, a nacelle 83 installed at the upper end of the column 82, and a substantially horizontal line provided on the nacelle 83 as a rotation axis. And a rotor head 84. The wind turbine 80 shown in FIG. 1 further has a plurality of (for example, three) wind turbine blades 1 radially arranged around the rotation axis of the rotor head 84. The force of the wind hitting the wind turbine blades 1 from the direction of the rotation axis of the rotor head 84 is converted into power for rotating the rotor head 84 about the rotation axis.
(風車翼)
次に、本実施の形態に係る風車翼1について説明する。図2は、図1のII−II方向に沿った、風車翼1の断面図である。図2に示す風車翼1は、外皮材11と、前縁中間層材12と、スパーキャップ13と、後縁中間層材14と、シェアウェブ20と、内皮材17と、を備えている。前縁中間層材12及び後縁中間層材14は、例えばPVC等の樹脂の発泡体、又はバルサ等の木材を材料とする。風車翼1のうち、外皮材11、前縁中間層材12及び内皮材17が重なる部分、並びに外皮材11、後縁中間層材14及び内皮材17が重なる部分は、外皮材11と内皮材17とをスキン材とし、前縁中間層材12又は後縁中間層材14をコア材とする、サンドイッチ構造となっている。図2に示す風車翼1において、外皮材11および内皮材17はそれぞれ、繊維強化プラスチック(FRP)で形成(構成)されている。
(Windmill wing)
Next, the wind turbine blade 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view of the wind turbine blade 1 along the II-II direction in FIG. The wind turbine blade 1 shown in FIG. 2 includes a skin material 11, a leading edge intermediate layer material 12, a spar cap 13, a trailing edge intermediate layer material 14, a shear web 20, and an endothelial material 17. The leading edge intermediate layer material 12 and the trailing edge intermediate layer material 14 are made of, for example, a resin foam such as PVC or wood such as balsa. In the wind turbine blade 1, a portion where the outer skin material 11, the leading edge intermediate layer material 12 and the endothelial material 17 overlap, and a portion where the outer skin material 11, the trailing edge intermediate layer material 14 and the endothelial material 17 overlap are the outer skin material 11 and the inner skin material. 17 as a skin material, and a leading edge intermediate layer material 12 or a trailing edge intermediate layer material 14 as a core material. In the wind turbine blade 1 shown in FIG. 2, the outer skin material 11 and the inner skin material 17 are each formed (configured) of fiber reinforced plastic (FRP).
本実施の形態において、スパーキャップ13は、図2に示すように、風車翼1の背側(図2において上側)および腹側(図2において下側)に、それぞれ一つずつ設けられている。スパーキャップ13は、図2の断面図において風車翼1の外側に位置する外面13aと、風車翼1の内側に位置する内面13bとを有する。スパーキャップ13は、例えば、繊維強化プラスチック(FRP)で形成(構成)されている。スパーキャップ13は、繊維強化プラスチックを多層に積層した部材であってもよい。スパーキャップ13の内面は、図2に示すように曲面であってもよく、図示はしないが平面であってもよい。 In the present embodiment, as shown in FIG. 2, one spar cap 13 is provided on each of the back side (upper side in FIG. 2) and the abdomen side (lower side in FIG. 2) of the wind turbine blade 1. . The spar cap 13 has an outer surface 13a located outside the wind turbine blade 1 and an inner surface 13b located inside the wind turbine blade 1 in the sectional view of FIG. The spar cap 13 is formed (configured) of, for example, fiber reinforced plastic (FRP). The spar cap 13 may be a member in which fiber reinforced plastics are laminated in multiple layers. The inner surface of the spar cap 13 may be a curved surface as shown in FIG. 2 or a flat surface (not shown).
シェアウェブ20について説明する。シェアウェブ20は、風車翼1の強度を確保するための部材である。シェアウェブ20は、図2に示すように、第1端部20a、及び第1端部20aの反対側に位置する第2端部20bを含む。図2に示すように、スパーキャップ13が風車翼1の背側および腹側に一つずつ設けられている場合には、シェアウェブ20の第1端部20aが、一方のスパーキャップ13、例えば腹側のスパーキャップ13の内面13bに対向し、シェアウェブ20の第2端部20bが、他方のスパーキャップ13、例えば背側のスパーキャップ13の内面13bに対向している。 The share web 20 will be described. The shear web 20 is a member for ensuring the strength of the wind turbine blade 1. As shown in FIG. 2, the shear web 20 includes a first end 20a and a second end 20b opposite to the first end 20a. As shown in FIG. 2, when one spar cap 13 is provided on each of the back side and the abdomen side of the wind turbine blade 1, the first end 20 a of the shear web 20 is connected to one of the spar caps 13, for example, The second end 20b of the shear web 20 faces the other inner surface 13b of the spar cap 13, for example, the inner surface 13b of the other spar cap 13.
本実施の形態において、風車翼1は、スパーキャップ13とシェアウェブ20とを接続する接続部30をさらに備えている。接続部30の詳細については後述する。 In the present embodiment, the wind turbine blade 1 further includes a connecting portion 30 for connecting the spar cap 13 and the shear web 20. Details of the connection unit 30 will be described later.
シェアウェブ20についてさらに詳細に説明する。図3は、本実施の形態に係るシェアウェブ20の斜視図である。図4は、図3のIV−IV方向に沿った断面図である。本実施の形態に係るシェアウェブ20は、第1強化繊維樹脂シート21を少なくとも有する。図3及び図4に示す例において、シェアウェブ20は、第1強化繊維樹脂シート21と、基材シート28と、第1強化繊維樹脂シート21と基材シート28との間に位置する接着剤層29と、を備える。以下の説明において、第1強化繊維樹脂シート21の面のうち基材シート28側の面を第1面21aと称し、基材シート28とは反対側に位置する面を第2面21bとも称する。図4に示すように、第1強化繊維樹脂シート21の第1面21a及び第2面21bは、シェアウェブ20の第1端部20aから第2端部20bへ広がっている。図4に示すように、第1強化繊維樹脂シート21の第2面21bは、ベース領域22と、ベース領域22よりも基材シート28から遠ざかる側に突出した複数のリブ領域23と、を有する。また、第2面21bのうち、ベース領域22に位置する底面22aと、リブ領域23のうちベース領域22から最も遠ざかる側に位置する頂面23aとを結ぶように広がる面を、側面24とも称する。 The share web 20 will be described in more detail. FIG. 3 is a perspective view of share web 20 according to the present embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view along the IV-IV direction in FIG. Share web 20 according to the present embodiment has at least first reinforcing fiber resin sheet 21. In the example shown in FIGS. 3 and 4, the shear web 20 includes a first reinforcing fiber resin sheet 21, a base sheet 28, and an adhesive located between the first reinforcing fiber resin sheet 21 and the base sheet 28. And a layer 29. In the following description, the surface of the first reinforcing fiber resin sheet 21 on the side of the base sheet 28 is referred to as a first surface 21a, and the surface located on the opposite side to the base sheet 28 is also referred to as a second surface 21b. . As shown in FIG. 4, the first surface 21a and the second surface 21b of the first reinforcing fiber resin sheet 21 extend from the first end 20a of the shear web 20 to the second end 20b. As shown in FIG. 4, the second surface 21 b of the first reinforcing fiber resin sheet 21 has a base region 22 and a plurality of rib regions 23 protruding further away from the base sheet 28 than the base region 22. . Further, a surface of the second surface 21b that extends so as to connect the bottom surface 22a located in the base region 22 and the top surface 23a located on the side of the rib region 23 farthest from the base region 22 is also referred to as a side surface 24. .
本実施の形態に係る第1強化繊維樹脂シート21においては、複数のリブ領域23が、一方向に配列されており、各リブ領域23は、配列方向である一方向と非平行な方向に線状に延びている。図4に示す例においては、複数のリブ領域23が、X方向に配列されており、各リブ領域23が、X方向と直交するY方向に線状に延びている。複数のリブ領域23は、互いに間隔を開けて配列されている。そして、配列方向に隣り合う二つのリブ領域23の間に、ベース領域22が形成されている。 In the first reinforcing fiber resin sheet 21 according to the present embodiment, a plurality of rib regions 23 are arranged in one direction, and each rib region 23 is lined in a direction non-parallel to one direction which is the arrangement direction. It extends in a shape. In the example shown in FIG. 4, a plurality of rib regions 23 are arranged in the X direction, and each rib region 23 linearly extends in the Y direction orthogonal to the X direction. The plurality of rib regions 23 are arranged with an interval therebetween. The base region 22 is formed between two rib regions 23 adjacent in the arrangement direction.
一例として、図4に示された各寸法を次のように設計することができる。X方向に沿った各ベース領域22の幅w1は、2mm以上50mm以下とすることができる。また、X方向に沿った各リブ領域23の幅w2は、1mm以上50mm以下とすることができる。各リブ領域23の高さh1は、1mm以上とすることができる。また、各リブ領域23の高さh1は、例えば50mm以下とすることができる。図3及び図4に示す第1強化繊維樹脂シート21は、全体としてシート状の部材となっている。また、第1強化繊維樹脂シート21の側面24がベース領域22の法線方向に対して成す角度は、−30°以上+30°以下であってもよい。図4に示す例においては、ベース領域22の法線方向であるZ方向に延びる直線L1が、側面24に含まれる場合、すなわち側面24がベース領域22の法線方向に対して成す角度が0°である場合について示している。 As an example, the dimensions shown in FIG. 4 can be designed as follows. The width w1 of each base region 22 along the X direction can be 2 mm or more and 50 mm or less. Further, the width w2 of each rib region 23 along the X direction can be 1 mm or more and 50 mm or less. The height h1 of each rib region 23 can be 1 mm or more. The height h1 of each rib region 23 can be, for example, 50 mm or less. The first reinforcing fiber resin sheet 21 shown in FIGS. 3 and 4 is a sheet-like member as a whole. The angle formed by the side surface 24 of the first reinforcing fiber resin sheet 21 with respect to the normal direction of the base region 22 may be not less than −30 ° and not more than + 30 °. In the example shown in FIG. 4, when the straight line L1 extending in the Z direction which is the normal direction of the base region 22 is included in the side surface 24, that is, the angle formed by the side surface 24 with respect to the normal direction of the base region 22 is 0. ° is shown.
基材シート28は、第1強化繊維樹脂シート21を補強することなどを目的として第1強化繊維樹脂シート21に接着される部材である。基材シート28は、例えば、樹脂、金属又はセラミックスの何れか1種以上を含む。基材シート28は、第1強化繊維樹脂シート21と同様に、後述する炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含んでいてもよい。基材シート28の厚みは、例えば0.1cm以上10cm以下である。シェアウェブ20が第1強化繊維樹脂シート21に加えて基材シート28をさらに有することによって、シェアウェブ20の厚みを確保することができる。 The base sheet 28 is a member bonded to the first reinforced fiber resin sheet 21 for the purpose of reinforcing the first reinforced fiber resin sheet 21 or the like. The base sheet 28 includes, for example, one or more of resin, metal, and ceramics. The base sheet 28 may include a carbon fiber and a thermoplastic resin described later, like the first reinforcing fiber resin sheet 21. The thickness of the base sheet 28 is, for example, 0.1 cm or more and 10 cm or less. Since the shear web 20 further includes the base sheet 28 in addition to the first reinforcing fiber resin sheet 21, the thickness of the shear web 20 can be ensured.
接着剤層29は、基材シート28と第1強化繊維樹脂シート21とを接着する接着剤を含む層である。接着剤層29は、例えば、熱可塑性樹脂を含むホットメルト系接着剤である。接着剤層29の熱可塑性樹脂としては、例えばポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂などを用いることができる。接着剤層29が熱可塑性樹脂を含む場合には、加熱することによって接着剤層29を軟化させ、シェアウェブ20から除いて回収することができる。このため、シェアウェブ20のリサイクル性を向上することができる。 The adhesive layer 29 is a layer including an adhesive for bonding the base sheet 28 and the first reinforcing fiber resin sheet 21. The adhesive layer 29 is, for example, a hot melt adhesive containing a thermoplastic resin. As the thermoplastic resin of the adhesive layer 29, for example, a polyolefin resin such as polypropylene, a polyester resin, a polyamide resin, or the like can be used. When the adhesive layer 29 contains a thermoplastic resin, the adhesive layer 29 is softened by heating and can be removed from the shear web 20 and recovered. For this reason, the recyclability of the share web 20 can be improved.
次に、図5及び図6を参照して第1強化繊維樹脂シート21について詳細に説明する。図5は、第1強化繊維樹脂シート21の斜視図である。図6は、図5のVI−VI方向に沿った断面図である。図5及び図6に示す例において、第1強化繊維樹脂シート21は、第1シート材25と、第1シート材25の面のうち第2面21b側に位置する面上に設けられた複数の芯材26と、芯材26を覆うように第1シート材25上に積層された第2シート材27と、を含む。図示はしないが、第1シート材25と、芯材26及び第2シート材27とは、接着剤層を介して接着されていてもよい。第1強化繊維樹脂シート21のうち第2シート材27が芯材26を覆っている領域が、上述のリブ領域23となっている。また、第1強化繊維樹脂シート21のうち第2シート材27が芯材26を覆っていない領域が、ベース領域22となっている。 Next, the first reinforcing fiber resin sheet 21 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 5 is a perspective view of the first reinforcing fiber resin sheet 21. FIG. 6 is a cross-sectional view along the VI-VI direction in FIG. In the example shown in FIGS. 5 and 6, the first reinforcing fiber resin sheet 21 includes a first sheet material 25 and a plurality of surfaces provided on the surface of the first sheet material 25 located on the second surface 21b side. And a second sheet material 27 laminated on the first sheet material 25 so as to cover the core material 26. Although not shown, the first sheet material 25, the core material 26, and the second sheet material 27 may be bonded via an adhesive layer. The area of the first reinforcing fiber resin sheet 21 in which the second sheet material 27 covers the core material 26 is the above-described rib area 23. Further, a region of the first reinforcing fiber resin sheet 21 where the second sheet material 27 does not cover the core material 26 is a base region 22.
第1強化繊維樹脂シート21は、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含んでいる。本実施の形態において、第1強化繊維樹脂シート21は、いわゆる炭素繊維強化樹脂(Carbon Fiber Reinforced Plastics)材料を用いて作製された部材である。したがって、第1強化繊維樹脂シート21は、軽量かつ強度の高い、つまり比強度が大きいといった特長を有している。 The first reinforcing fiber resin sheet 21 contains carbon fiber and a thermoplastic resin. In the present embodiment, the first reinforcing fiber resin sheet 21 is a member manufactured using a so-called carbon fiber reinforced resin (Carbon Fiber Reinforced Plastics) material. Therefore, the first reinforcing fiber resin sheet 21 has features such as light weight and high strength, that is, high specific strength.
図5及び図6に示す第1強化繊維樹脂シート21に含まれる第1シート材25、第2シート材27及び芯材26の少なくとも1つは、上述の炭素繊維強化樹脂を含んでいる。以下、第1シート材25、第2シート材27及び芯材26の材料の一例について説明する。 At least one of the first sheet material 25, the second sheet material 27, and the core material 26 included in the first reinforced fiber resin sheet 21 shown in FIGS. 5 and 6 includes the above-described carbon fiber reinforced resin. Hereinafter, an example of the material of the first sheet material 25, the second sheet material 27, and the core material 26 will be described.
まず、第1シート材25及び第2シート材27の材料について説明する。第1シート材25及び第2シート材27は、例えば、繊維とこの繊維に含浸させた合成樹脂を含む。第1シート材25及び第2シート材27に含まれる繊維は、ガラス繊維であってもよく、炭素繊維であってもよい。第1シート材25及び第2シート材27が炭素繊維を含む場合には、ガラス繊維を含む場合と比較して、第1シート材25及び第2シート材27を、より軽量かつ高強度にすることができる。また、炭素繊維はガラス繊維よりも高い熱伝導性を有するため、後述するシェアウェブ20の製造方法において、第1強化繊維樹脂シート21を基材シート28に加熱接着する際に、より効率よく接着面に熱を伝えることができる。具体的には、繊維状基材に合成樹脂を含浸させてなる部位として、第1シート材25及び第2シート材27を作製することができる。繊維状基材としては、特に限定されず、例えば一方向の連続繊維を含んでいてもよく、複数の方向に延びる織物状の連続繊維を含んでいてもよいし、連続繊維ではなく切断された長繊維を含んでいてもよい。ここで、長繊維とは例えば20mm以上の長さを有する繊維を意味する。連続繊維は、シート材の一方の端部から一方の端部に対向する他方の端部まで切断面を有していなくてもよい。例えば、第1シート材25及び第2シート材27のうちの一方が、一方向に延びる連続繊維を含み、他方が、複数の方向に延びる連続繊維を含んでもよい。例えば、第1シート材25が、複数の方向に延びる連続繊維を含み、第2シート材27が、一方向に延びる連続繊維を含んでもよい。 First, the materials of the first sheet material 25 and the second sheet material 27 will be described. The first sheet material 25 and the second sheet material 27 include, for example, a fiber and a synthetic resin impregnated in the fiber. The fibers contained in the first sheet material 25 and the second sheet material 27 may be glass fibers or carbon fibers. When the first sheet material 25 and the second sheet material 27 include carbon fiber, the first sheet material 25 and the second sheet material 27 are made lighter and have higher strength as compared with the case where glass fiber is included. be able to. In addition, since carbon fibers have higher thermal conductivity than glass fibers, when the first reinforcing fiber resin sheet 21 is heat-bonded to the base sheet 28 in the method for manufacturing the shear web 20 described later, the bonding is more efficiently performed. Heat can be transmitted to the surface. Specifically, the first sheet material 25 and the second sheet material 27 can be manufactured as a portion obtained by impregnating a fibrous base material with a synthetic resin. The fibrous base material is not particularly limited, and may include, for example, unidirectional continuous fibers, may include woven continuous fibers extending in a plurality of directions, or may be cut instead of continuous fibers. It may contain long fibers. Here, the long fiber means a fiber having a length of, for example, 20 mm or more. The continuous fiber may not have a cut surface from one end of the sheet material to the other end facing the one end. For example, one of the first sheet material 25 and the second sheet material 27 may include continuous fibers extending in one direction, and the other may include continuous fibers extending in multiple directions. For example, the first sheet material 25 may include continuous fibers extending in a plurality of directions, and the second sheet material 27 may include continuous fibers extending in one direction.
第1シート材25又は第2シート材27が炭素繊維を含む場合、炭素繊維としては、例えば、PAN系炭素繊維、PITCH系炭素繊維などを用いることができる。第1シート材25又は第2シート材27がガラス繊維を含む場合、ガラス繊維としては、例えば、Eガラス繊維などを用いることができる。例えば、第1シート材25が、複数の方向に延びるガラス繊維の連続繊維を含み、第2シート材27が、一方向に延びる炭素繊維の連続繊維を含んでもよい。 When the first sheet material 25 or the second sheet material 27 includes carbon fibers, for example, PAN-based carbon fibers, PITCH-based carbon fibers, or the like can be used as the carbon fibers. When the first sheet material 25 or the second sheet material 27 contains glass fibers, for example, E glass fibers can be used as the glass fibers. For example, the first sheet material 25 may include continuous fibers of glass fibers extending in a plurality of directions, and the second sheet material 27 may include continuous fibers of carbon fibers extending in one direction.
繊維状基材に含浸させている合成樹脂としては、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂の何れを用いてもよいが、熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、又はポリエーテルエーテルケトン系樹脂が好ましい。第1シート材25及び第2シート材27が熱可塑性樹脂を含む場合には、加熱することによって熱可塑性樹脂を軟化させて回収することができる。このため、シェアウェブ20のリサイクル性をより向上することができる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂などが挙げられ、不飽和ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂が好ましい。 As the synthetic resin impregnated in the fibrous base material, either a thermoplastic resin or a thermosetting resin may be used, but it is preferable to use a thermoplastic resin. As the thermoplastic resin, for example, a polypropylene resin, an acrylic resin, a polyvinyl chloride resin, a polyamide resin, a polyphenylene sulfide resin, or a polyether ether ketone resin is preferable. When the first sheet material 25 and the second sheet material 27 include a thermoplastic resin, the thermoplastic resin can be softened and recovered by heating. For this reason, the recyclability of the share web 20 can be further improved. Examples of the thermosetting resin include an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, a phenol resin, a melamine resin, and a polyurethane resin, and an unsaturated polyester resin and an epoxy resin are preferable.
なお、第1シート材25又は第2シート材27の一方は繊維状基材を含むが、他方は繊維状基材を含んでいなくてもよい。例えば、第1シート材25は、繊維状基材と、繊維状基材に含浸された合成樹脂とを含む繊維強化樹脂からなり、第2シート材27は、合成樹脂からなっていてもよい。 Note that one of the first sheet material 25 and the second sheet material 27 includes the fibrous base material, but the other need not include the fibrous base material. For example, the first sheet material 25 may be made of a fiber reinforced resin including a fibrous base material and a synthetic resin impregnated in the fibrous base material, and the second sheet material 27 may be made of a synthetic resin.
繊維に合成樹脂を含浸させて第1シート材25又は第2シート材27を得る方法の一例として、炭素繊維に合成樹脂を含浸させる場合、例えば炭素繊維と合成樹脂を積層し、該積層体の温度を該合成樹脂の融点以上まで昇温し、該積層体を高圧でプレスすることで、合成樹脂を炭素繊維に含浸させることができる。 As an example of a method for obtaining the first sheet material 25 or the second sheet material 27 by impregnating the fibers with the synthetic resin, when impregnating the carbon fibers with the synthetic resin, for example, laminating the carbon fibers and the synthetic resin, By raising the temperature to a temperature equal to or higher than the melting point of the synthetic resin and pressing the laminate at a high pressure, the synthetic resin can be impregnated into the carbon fibers.
芯材26の材料について説明する。本実施の形態において、第1強化繊維樹脂シート21の芯材26を構成している合成樹脂としては、第1シート材25又は第2シート材27に含まれる合成樹脂と同様の合成樹脂を用いることができ、例えばポリプロピレン系樹脂を用いることができる。芯材26は、例えば矩形状の断面を有する。 The material of the core 26 will be described. In the present embodiment, the same synthetic resin as the synthetic resin contained in the first sheet material 25 or the second sheet material 27 is used as the synthetic resin constituting the core material 26 of the first reinforcing fiber resin sheet 21. For example, a polypropylene-based resin can be used. The core 26 has, for example, a rectangular cross section.
次に、以上に例示した第1強化繊維樹脂シート21の製造方法について説明する。第1強化繊維樹脂シート21は、例えば、第1シート材25、第2シート材27及び芯材26を熱プレスで溶着することで作製される。熱プレスには、押し出し成形やプレス成形を用いることができる。 Next, a method of manufacturing the first reinforced fiber resin sheet 21 described above will be described. The first reinforcing fiber resin sheet 21 is produced, for example, by welding the first sheet material 25, the second sheet material 27, and the core material 26 by hot pressing. Extrusion molding or press molding can be used for the hot press.
一例としての図7に示された例では、第1型61及び第2型62の間に形成されるキャビティC内で、第1シート材25、第2シート材27及び芯材26を熱プレスすることで、第1強化繊維樹脂シート21が得られる。図7に示された例では、まず第1シート材25が配置され、次に、複数の芯材26が第1シート材25上に配置される。このとき細長い芯材26は、Y方向に延びるようにして、Y方向と直交するX方向に間隔をあけて、第1シート材25上に配列される。 In the example shown in FIG. 7 as an example, the first sheet material 25, the second sheet material 27, and the core material 26 are hot-pressed in the cavity C formed between the first mold 61 and the second mold 62. By doing so, the first reinforcing fiber resin sheet 21 is obtained. In the example shown in FIG. 7, first, the first sheet material 25 is arranged, and then, a plurality of core materials 26 are arranged on the first sheet material 25. At this time, the elongated core materials 26 are arranged on the first sheet material 25 at intervals in the X direction orthogonal to the Y direction so as to extend in the Y direction.
次に、第2シート材27が、第1シート材25との間で芯材26を挟むようにして、芯材26の、第1シート材25が位置する側と反対側に配置される。次に、図7に示すように、第1シート材25及び芯材26に沿って延びるようにして、第2シート材27を折り曲げる。 Next, the second sheet material 27 is arranged on the side of the core material 26 opposite to the side where the first sheet material 25 is located, with the core material 26 sandwiched between the first sheet material 25 and the second sheet material 27. Next, as shown in FIG. 7, the second sheet material 27 is bent so as to extend along the first sheet material 25 and the core material 26.
その後、第1シート材25、第2シート材27及び芯材26をキャビティC内に配置した状態で、第1型61及び第2型62を閉型し、芯材26を間に挟んだ状態の第1シート材25及び第2シート材27を互いに向けて熱プレスする。これにより、樹脂が溶着することで、一体物の第1強化繊維樹脂シート21が得られる。 Thereafter, with the first sheet material 25, the second sheet material 27, and the core material 26 disposed in the cavity C, the first mold 61 and the second mold 62 are closed, and the core material 26 is sandwiched therebetween. The first sheet material 25 and the second sheet material 27 are hot pressed toward each other. As a result, the first reinforcing fiber resin sheet 21 as an integral body is obtained by welding the resin.
図3及び図4に示すシェアウェブ20の製造方法の一例について説明する。まず、図5及び図6に示す第1強化繊維樹脂シート21を準備する。本実施の形態においては、第1強化繊維樹脂シート21を準備するとともに、基材シート28、及び接着剤層29の材料として用いる接着剤を準備する。次に、基材シート28と、第1強化繊維樹脂シート21とを積層する。基材シート28と第1強化繊維樹脂シート21との積層は、第1強化繊維樹脂シート21の、ベース領域22及びリブ領域23を有する側とは反対側に、基材シート28が位置するように行う。本実施の形態においては、基材シート28の一方の面に接着剤層29を配置し、次に接着剤層29の基材シート28が位置する側とは反対側に第1強化繊維樹脂シート21を配置することによって、図3及び図4に示すように、基材シート28、接着剤層29及び第1強化繊維樹脂シート21を積層する。基材シート28と第1強化繊維樹脂シート21とを積層した後に、第1強化繊維樹脂シート21の少なくともベース領域22を第2面21b側から加熱する。加熱によって、少なくともベース領域22において、第1強化繊維樹脂シート21を基材シート28に接着して、図3及び図4に示すシェアウェブ20を製造することができる。 An example of a method for manufacturing the share web 20 shown in FIGS. 3 and 4 will be described. First, the first reinforcing fiber resin sheet 21 shown in FIGS. 5 and 6 is prepared. In the present embodiment, the first reinforcing fiber resin sheet 21 is prepared, and at the same time, an adhesive used as a material of the base sheet 28 and the adhesive layer 29 is prepared. Next, the base sheet 28 and the first reinforcing fiber resin sheet 21 are laminated. The lamination of the base sheet 28 and the first reinforcing fiber resin sheet 21 is performed such that the base sheet 28 is located on the side of the first reinforcing fiber resin sheet 21 opposite to the side having the base region 22 and the rib region 23. To do. In the present embodiment, an adhesive layer 29 is disposed on one surface of the base sheet 28, and then the first reinforcing fiber resin sheet is disposed on the side of the adhesive layer 29 opposite to the side on which the base sheet 28 is located. By arranging 21, as shown in FIGS. 3 and 4, the base sheet 28, the adhesive layer 29 and the first reinforcing fiber resin sheet 21 are laminated. After laminating the base sheet 28 and the first reinforced fiber resin sheet 21, at least the base region 22 of the first reinforced fiber resin sheet 21 is heated from the second surface 21b side. By heating, at least in the base region 22, the first reinforcing fiber resin sheet 21 is bonded to the base sheet 28, and the shear web 20 shown in FIGS. 3 and 4 can be manufactured.
(接続部)
次に、スパーキャップ13とシェアウェブ20とを接続する接続部30について説明する。図2に示す例において、風車翼1は、2つのシェアウェブ20の各第1端部20aを腹側のスパーキャップ13の内面13bに接続する2つの接続部30と、2つのシェアウェブ20の各第2端部20bを背側のスパーキャップ13の内面13bに接続する2つの接続部30と、を備える。4つの接続部30の構成は略同一である。以下、シェアウェブ20の第1端部20aを腹側のスパーキャップ13の内面13bに接続する接続部30の構成について、図8を用いて説明する。
(Connection part)
Next, the connecting portion 30 that connects the spur cap 13 and the share web 20 will be described. In the example shown in FIG. 2, the wind turbine blade 1 includes two connecting portions 30 that connect the first end portions 20 a of the two shear webs 20 to the inner surface 13 b of the spar cap 13 on the abdominal side, and the two shear webs 20. And two connecting portions 30 for connecting each second end portion 20b to the inner surface 13b of the back side spar cap 13. The configuration of the four connection parts 30 is substantially the same. Hereinafter, the configuration of the connection portion 30 that connects the first end portion 20a of the shear web 20 to the inner surface 13b of the abdominal spar cap 13 will be described with reference to FIG.
図8は、図2において符号VIIIが付された破線で囲まれた部分を拡大して示す部分断面図である。なお、図8においては、図2において曲面として示されていたスパーキャップ13の外面13a及び内面13bを、図の簡略化のために平面として示している。図8に示すように、本実施の形態に係る接続部30は、接続補助部材31と、接着材32とを備える。 FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing an enlarged portion surrounded by a broken line denoted by reference numeral VIII in FIG. In FIG. 8, the outer surface 13a and the inner surface 13b of the spar cap 13, which are shown as curved surfaces in FIG. 2, are shown as plane surfaces for simplification of the drawing. As shown in FIG. 8, the connection section 30 according to the present embodiment includes a connection auxiliary member 31 and an adhesive 32.
接続補助部材31は、図8に示すように、スパーキャップ13の内面13b側に建てられた一対の壁部311を少なくとも有する。一対の壁部311は、その間にシェアウェブ20の第1端部20aが位置するように設けられる。一対の壁部311の形状は、一対の壁部311の間に接着材32を形成することができる限り、特に限られない。図8に示す例において、一対の壁部311は、スパーキャップ13の内面13bに対して垂直な面を有している。図示はしないが、一対の壁部311は、スパーキャップ13の内面13bに対して傾斜した面を有していてもよい。一対の壁部311の間の間隔w4は、シェアウェブ20の最大幅w3の間隔に応じて適宜定められる。例えば、w4は、w3の110%以上120%以下である。この場合、例えばw3が30mmである場合には、w4は、33mm以上36mm以下である。 As shown in FIG. 8, the connection assisting member 31 has at least a pair of walls 311 built on the inner surface 13b side of the spar cap 13. The pair of walls 311 is provided such that the first end 20a of the share web 20 is located therebetween. The shape of the pair of wall portions 311 is not particularly limited as long as the adhesive 32 can be formed between the pair of wall portions 311. In the example shown in FIG. 8, the pair of wall portions 311 has a surface perpendicular to the inner surface 13 b of the spar cap 13. Although not shown, the pair of wall portions 311 may have a surface inclined with respect to the inner surface 13b of the spar cap 13. An interval w4 between the pair of wall portions 311 is appropriately determined according to an interval of the maximum width w3 of the share web 20. For example, w4 is 110% or more and 120% or less of w3. In this case, for example, when w3 is 30 mm, w4 is 33 mm or more and 36 mm or less.
接続補助部材31は、図8に示すように、シェアウェブ20の第1端部20aとスパーキャップ13の内面13bとの間に位置し、スパーキャップ13の内面13bに沿って広がる底部312をさらに有する。この底部312には、一対の壁部311のスパーキャップ13側の端部が連結されている。また、図8に示す例において、底部312は、スパーキャップ13の内面13b側に接続されている。例えば、底部312は、接着剤によってスパーキャップ13の内面13bに接着されている。底部312をスパーキャップ13の内面13b側に接着する接着剤としては、例えばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含む接着剤を用いることができる。壁部311とスパーキャップ13の内面13bとの間に底部312を介在させることにより、壁部311を直接的にスパーキャップ13の内面13bに接着する場合に比べて、接続補助部材31とスパーキャップ13の内面13bとの間の接着面積を大きくすることができる。 As shown in FIG. 8, the connection assisting member 31 is located between the first end 20 a of the shear web 20 and the inner surface 13 b of the spar cap 13, and further includes a bottom portion 312 extending along the inner surface 13 b of the spar cap 13. Have. The ends of the pair of walls 311 on the side of the spar cap 13 are connected to the bottom 312. In the example shown in FIG. 8, the bottom 312 is connected to the inner surface 13 b of the spar cap 13. For example, the bottom 312 is adhered to the inner surface 13b of the spar cap 13 with an adhesive. As the adhesive for bonding the bottom 312 to the inner surface 13b side of the spar cap 13, an adhesive containing a thermosetting resin such as an epoxy resin can be used, for example. By interposing the bottom 312 between the wall 311 and the inner surface 13b of the spar cap 13, the connection assisting member 31 and the spar cap can be compared with a case where the wall 311 is directly bonded to the inner surface 13b of the spar cap 13. 13 can have a large bonding area with the inner surface 13b.
好ましくは、図8に示すように、接続補助部材31の底部312は、スパーキャップ13の内面13bの広がる方向において、一対の壁部311よりも外側に広がっている。これにより、接続補助部材31とスパーキャップ13の内面13bとの間の接着面積をさらに大きくすることができる。底部312のうち一対の壁部311よりも外側に位置する部分の幅w5は、例えば2cm以上5cm以下である。 Preferably, as shown in FIG. 8, the bottom 312 of the connection assisting member 31 extends outside the pair of walls 311 in the direction in which the inner surface 13b of the spar cap 13 expands. Thereby, the bonding area between the connection auxiliary member 31 and the inner surface 13b of the spar cap 13 can be further increased. The width w5 of a portion of the bottom 312 located outside the pair of walls 311 is, for example, 2 cm or more and 5 cm or less.
接続補助部材31の材料は、接続補助部材31の強度を確保することができる限り、特に限定されない。例として、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂、又はポリカーボネート樹脂、ABS樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。接続補助部材31の材料としてエポキシ樹脂を用いる場合、例えばガラス長繊維を複合させた引き抜き成形法によって、接続補助部材31を成形することができる。 The material of the connection auxiliary member 31 is not particularly limited as long as the strength of the connection auxiliary member 31 can be ensured. As an example, a thermosetting resin such as an epoxy resin or an unsaturated polyester resin, or a thermoplastic resin such as a polycarbonate resin or an ABS resin can be used. When epoxy resin is used as the material of the connection auxiliary member 31, the connection auxiliary member 31 can be formed by, for example, a drawing method in which long glass fibers are combined.
本実施の形態に係る接着材32は、図8に示すように、一対の壁部311の間に、壁部311、底部312及びシェアウェブ20と接するように設けられる。また、接着材32は、少なくとも部分的に、シェアウェブ20の第1強化繊維樹脂シート21の複数のリブ領域23の間に位置する。図8に示すように、接着材32は、第1強化繊維樹脂シート21のベース領域22に接していてもよい。また、接着材32は、第1強化繊維樹脂シート21のリブ領域23の側面24に接していてもよい。 As shown in FIG. 8, the adhesive 32 according to the present embodiment is provided between a pair of walls 311 so as to be in contact with the wall 311, the bottom 312, and the shear web 20. The adhesive 32 is at least partially located between the plurality of rib regions 23 of the first reinforcing fiber resin sheet 21 of the shear web 20. As shown in FIG. 8, the adhesive 32 may be in contact with the base region 22 of the first reinforcing fiber resin sheet 21. Further, the adhesive 32 may be in contact with the side surface 24 of the rib region 23 of the first reinforcing fiber resin sheet 21.
接着材32の材料について説明する。本実施の形態に係る接着材32は、樹脂を含む。本実施の形態に係る接着材の材料は、少なくとも接続補助部材31の材料に対して接着される材料である。本実施の形態に係る接着材の材料としては、例えば反応性樹脂を用いることができる。ここで、反応性樹脂とは、初期においては液状であるが、硬化反応を生じさせることによって硬化させることのできる樹脂である。反応性樹脂としては、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、アクリル樹脂などの紫外線硬化性樹脂、又はシリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂などの湿気硬化性樹脂を用いることができる。本実施の形態に係る接着材32は、シェアウェブ20の材料に対して接着される材料であれば、さらに好ましい。例えば接続補助部材31が材料としてエポキシ樹脂を含み、シェアウェブ20が材料としエポキシ樹脂を含む場合には、接着材32としてエポキシ樹脂を用いることによって、接着材32を、接続補助部材31とシェアウェブ20との両方に接着することができる。 The material of the adhesive 32 will be described. The adhesive 32 according to the present embodiment contains a resin. The material of the adhesive according to the present embodiment is a material that is bonded to at least the material of the connection assisting member 31. As a material of the adhesive according to the present embodiment, for example, a reactive resin can be used. Here, the reactive resin is a resin which is initially liquid but can be cured by causing a curing reaction. As the reactive resin, a thermosetting resin such as an epoxy resin, an ultraviolet curable resin such as an acrylic resin, or a moisture curable resin such as a silicone resin or a modified silicone resin can be used. The adhesive 32 according to the present embodiment is more preferably a material that is bonded to the material of the shear web 20. For example, in a case where the connection auxiliary member 31 includes an epoxy resin as a material and the share web 20 includes an epoxy resin as a material, the epoxy resin is used as the adhesive 32 so that the adhesive 32 is connected to the connection auxiliary member 31 and the share web. 20 can be adhered to both.
(接続方法)
次に、本実施の形態に係る接続部30を形成してスパーキャップ13とシェアウェブ20とを接続する、接続方法の一例について説明する。本実施の形態に係る接続方法は、接続補助部材設置工程と、シェアウェブ配置工程と、反応性樹脂供給工程と、反応性樹脂硬化工程と、を備える。
(Connection method)
Next, an example of a connection method for forming the connection portion 30 according to the present embodiment and connecting the spur cap 13 and the share web 20 will be described. The connection method according to the present embodiment includes a connection assisting member installation step, a shear web arrangement step, a reactive resin supply step, and a reactive resin curing step.
まず、接続補助部材設置工程において、スパーキャップ13の内面13bに、接続補助部材31を設ける。本実施の形態においては、接続補助部材31の底部312を、例えば接着剤を用いた接着によって、スパーキャップ13の内面13b側に接続する。 First, in the connection auxiliary member installation step, the connection auxiliary member 31 is provided on the inner surface 13b of the spar cap 13. In the present embodiment, the bottom 312 of the connection assisting member 31 is connected to the inner surface 13b of the spar cap 13 by, for example, bonding using an adhesive.
次に、シェアウェブ配置工程において、図9に示すように、接続補助部材31の一対の壁部311の間にシェアウェブ20の第1端部20aが位置するように、接続補助部材31に対してシェアウェブ20を配置する。 Next, in the share web arranging step, as shown in FIG. 9, the connection auxiliary member 31 is positioned so that the first end 20 a of the share web 20 is located between the pair of wall portions 311 of the connection auxiliary member 31. The share web 20 is arranged.
次に、反応性樹脂供給工程において、図10に示すように、一対の壁部311の間に、反応性樹脂33を供給する。図10に示すように、反応性樹脂33は、壁部311及びシェアウェブ20と接するように、かつ少なくとも部分的に複数のリブ領域23の間に位置するように供給される。反応性樹脂供給工程において用いることができる反応性樹脂33は、壁部311の間への供給時においては液状であって、供給後に硬化反応を生じさせることのできる樹脂である。反応性樹脂33が供給時に液状であることによって、接続補助部材31のスパーキャップ13が位置する側を下にして壁部311の間に反応性樹脂33を供給することで、重力の作用によってリブ領域23の間にまで反応性樹脂33を供給することができる。重力の作用によって、より円滑にリブ領域23の間に反応性樹脂33を供給する観点からは、反応性樹脂33の硬化前の粘度が小さいことが好ましい。 Next, in a reactive resin supply step, as shown in FIG. 10, the reactive resin 33 is supplied between the pair of wall portions 311. As shown in FIG. 10, the reactive resin 33 is supplied so as to be in contact with the wall portion 311 and the shear web 20 and to be at least partially located between the plurality of rib regions 23. The reactive resin 33 that can be used in the reactive resin supply step is a resin that is liquid when supplied between the walls 311 and can cause a curing reaction after the supply. Since the reactive resin 33 is in a liquid state at the time of supply, the reactive resin 33 is supplied between the wall portions 311 with the side of the connection assisting member 31 where the spar cap 13 is located down, and the rib is formed by the action of gravity. The reactive resin 33 can be supplied between the regions 23. From the viewpoint of more smoothly supplying the reactive resin 33 between the rib regions 23 by the action of gravity, it is preferable that the viscosity of the reactive resin 33 before curing is small.
次に、反応性樹脂硬化工程において、壁部311の間に供給した反応性樹脂33を硬化させる。これによって、図8に示すように、反応性樹脂33を材料とする接着材32を形成する。反応性樹脂33を硬化させる方法は、反応性樹脂33の種類に応じて適宜選択される。例えば、反応性樹脂33がエポキシ樹脂である場合には、反応性樹脂33を、加熱炉や、熱風加熱のような方法によって60℃以上90℃以下の温度に加熱して硬化させる。また、反応性樹脂33がシリコーン樹脂の湿気硬化である場合には、反応性樹脂33を、室内放置のような方法によって硬化させる。以上の方法によって、接続補助部材31と接着材32とを有する接続部30を形成して、スパーキャップ13とシェアウェブ20とを接続することができる。本実施の形態に係る接続方法は、図2に示す風車翼1の製造に適用することができる。 Next, in the reactive resin curing step, the reactive resin 33 supplied between the wall portions 311 is cured. Thus, as shown in FIG. 8, the adhesive 32 made of the reactive resin 33 is formed. The method of curing the reactive resin 33 is appropriately selected according to the type of the reactive resin 33. For example, when the reactive resin 33 is an epoxy resin, the reactive resin 33 is cured by heating to a temperature of 60 ° C. or more and 90 ° C. or less by a method such as a heating furnace or hot air heating. When the reactive resin 33 is moisture-cured silicone resin, the reactive resin 33 is cured by a method such as leaving indoors. By the above method, the connection portion 30 having the connection auxiliary member 31 and the adhesive 32 can be formed, and the spur cap 13 and the shear web 20 can be connected. The connection method according to the present embodiment can be applied to the manufacture of the wind turbine blade 1 shown in FIG.
本実施の形態に係る接続部30によってもたらされる作用効果について、比較例と比較することによって具体的に説明する。 The operation and effect brought about by the connecting portion 30 according to the present embodiment will be specifically described by comparing with a comparative example.
〔比較例〕
比較例として、シェアウェブ20の第1端部20aに接着剤を塗布することなどによって、スパーキャップ13の内面13bとシェアウェブ20の第1端部20aとを、接着剤層を介して接続する場合について考える。図11は、スパーキャップ13の内面13bとシェアウェブ20の第1端部20aとを、直接的に接着剤層34を介して接続した場合の断面図である。この場合、接着剤層34の広がる面積は、シェアウェブ20の第1端部20aの広がる面積に限られる。このため、接着剤層34を介してスパーキャップ13とシェアウェブ20とを接着する面積を確保することができず、スパーキャップ13とシェアウェブ20とを強固に接続することが難しくなってしまう。
(Comparative example)
As a comparative example, the inner surface 13b of the spar cap 13 and the first end 20a of the share web 20 are connected via an adhesive layer, for example, by applying an adhesive to the first end 20a of the share web 20. Think about the case. FIG. 11 is a cross-sectional view when the inner surface 13 b of the spar cap 13 and the first end 20 a of the shear web 20 are directly connected via the adhesive layer 34. In this case, the spread area of the adhesive layer 34 is limited to the spread area of the first end 20a of the shear web 20. For this reason, it is not possible to secure an area for bonding the spar cap 13 and the shear web 20 via the adhesive layer 34, and it is difficult to firmly connect the spar cap 13 and the shear web 20.
これに対して、本実施の形態に係る接続部30の接着材32は、図8に示すように、少なくとも部分的に複数のリブ領域23の間に位置する。このため、接着材32とシェアウェブ20とは、アンカー効果によって、より強固に接続される。また、図8に示す例において、接着材32は、シェアウェブ20のベース領域22及び側面24に接する。この場合、接着材32とシェアウェブ20とが接する面積を大きくすることができる。これによって、接着材32がシェアウェブ20の材料に対して接着される材料である場合には、接着材32とシェアウェブ20との接着面の面積を大きくすることができる。以上の作用によって、スパーキャップ13とシェアウェブ20とを、接着材32を介して、より強固に接続することができる。 On the other hand, the adhesive 32 of the connection part 30 according to the present embodiment is at least partially located between the plurality of rib regions 23 as shown in FIG. Therefore, the adhesive 32 and the shear web 20 are more firmly connected by the anchor effect. In the example shown in FIG. 8, the adhesive 32 contacts the base region 22 and the side surface 24 of the shear web 20. In this case, the area where the adhesive 32 and the shear web 20 contact each other can be increased. Thus, when the adhesive 32 is a material that is bonded to the material of the shear web 20, the area of the bonding surface between the adhesive 32 and the shear web 20 can be increased. By the above operation, the spar cap 13 and the shear web 20 can be more firmly connected via the adhesive 32.
(接続補助部材の変形例)
上述の実施の形態においては、接続補助部材31の一対の壁部311の端部が底部312に連結され、底部312がスパーキャップ13の内面13b側に接続されている例を示した。すなわち、一対の壁部311の端部が、底部312を介してスパーキャップ13の内面13bに対して固定されている例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図12又は図13に示すように、一対の壁部311の端部が、底部312を介することなくスパーキャップ13の内面13bに対して固定されていてもよい。図12においては、一対の壁部311の端部が、接着剤などによってスパーキャップ13の内面13bに固定されている。図13に示す例においては、一対の壁部311は、スパーキャップ13の内面13bを構成する部材と同じ部材から構成されている。図13に示す一対の壁部311は、スパーキャップ13の成形の際に、接続補助部材31に対応する部分を同時に成形することによって、作製することができる。
(Modification of connection auxiliary member)
In the above-described embodiment, an example has been described in which the ends of the pair of walls 311 of the connection assisting member 31 are connected to the bottom 312, and the bottom 312 is connected to the inner surface 13b of the spar cap 13. That is, an example is shown in which the ends of the pair of walls 311 are fixed to the inner surface 13b of the spar cap 13 via the bottom 312. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 12 or FIG. 13, even if the ends of the pair of walls 311 are fixed to the inner surface 13 b of the spar cap 13 without passing through the bottom 312. Good. In FIG. 12, the ends of the pair of walls 311 are fixed to the inner surface 13b of the spar cap 13 with an adhesive or the like. In the example shown in FIG. 13, the pair of wall portions 311 is formed of the same member as the member forming the inner surface 13 b of the spar cap 13. The pair of wall portions 311 shown in FIG. 13 can be manufactured by simultaneously molding a portion corresponding to the connection assisting member 31 when the spar cap 13 is molded.
図12及び図13に示すように接続補助部材31が底部312を有しない場合であっても、一対の壁部311の間に、壁部311、スパーキャップ13の内面13b及びシェアウェブ20と接するように接着材32を設けることができる。また、接着材32を、少なくとも部分的に複数のリブ領域23の間に位置させることができる。このため、接着材32とシェアウェブ20とを、アンカー効果によって強固に接続することができる。 As shown in FIGS. 12 and 13, even when the connection assisting member 31 does not have the bottom 312, the wall 311, the inner surface 13 b of the spar cap 13, and the shear web 20 are in contact between the pair of walls 311. The adhesive 32 can be provided as described above. Further, the adhesive 32 can be positioned at least partially between the plurality of rib regions 23. For this reason, the adhesive 32 and the shear web 20 can be firmly connected by the anchor effect.
なお、図12及び図13に示す例においては、接着材32がスパーキャップ13の内面13bに接している。この場合、接着材32の材料が、スパーキャップ13の内面13bを構成する材料に対して高い接着性を有することが好ましい。例えばスパーキャップ13の内面13bを構成する材料にエポキシ樹脂が含まれる場合には、接着材32の材料がエポキシ樹脂を含むことが好ましい。 In the example shown in FIGS. 12 and 13, the adhesive 32 is in contact with the inner surface 13 b of the spar cap 13. In this case, it is preferable that the material of the adhesive 32 has high adhesiveness to the material forming the inner surface 13b of the spar cap 13. For example, when the material forming the inner surface 13b of the spar cap 13 includes an epoxy resin, the material of the adhesive 32 preferably includes an epoxy resin.
(第1強化繊維樹脂シートの変形例)
上述の実施の形態及び各変形例においては、第1強化繊維樹脂シート21のリブ領域23が、強化繊維樹脂シート10の一辺と直交する方向に延びている例について示した。しかしながら、第1強化繊維樹脂シート21のリブ領域23が延びる方向は、これに限られない。図14は、第1強化繊維樹脂シートの変形例に係る第1強化繊維樹脂シート21を示す平面図である。図14において、第1強化繊維樹脂シート21は、方向d2に延びる長辺21cを含む矩形の形状を有する。本変形例において、強化繊維樹脂シート10のリブ領域23が延びる方向d3は、第1強化繊維樹脂シート21の長辺21cが延びる方向d2に対して角度θだけ傾斜している。角度θは、30°以上であって90°より小さいことが好ましい。角度θは、より好ましくは45°である。
(Modification of First Reinforcing Fiber Resin Sheet)
In the above-described embodiment and each of the modified examples, an example has been described in which the rib region 23 of the first reinforcing fiber resin sheet 21 extends in a direction orthogonal to one side of the reinforcing fiber resin sheet 10. However, the direction in which the rib region 23 of the first reinforcing fiber resin sheet 21 extends is not limited to this. FIG. 14 is a plan view showing a first reinforcing fiber resin sheet 21 according to a modified example of the first reinforcing fiber resin sheet. In FIG. 14, the first reinforcing fiber resin sheet 21 has a rectangular shape including a long side 21c extending in the direction d2. In this modification, the direction d3 in which the rib region 23 of the reinforcing fiber resin sheet 10 extends is inclined by an angle θ with respect to the direction d2 in which the long side 21c of the first reinforcing fiber resin sheet 21 extends. Is preferably 30 ° or more and less than 90 °. Angle θ is more preferably 45 °.
(シェアウェブの第1の変形例)
図15は、シェアウェブの第1の変形例を示す斜視図である。図16は、図15のXVI−XVI方向に沿った断面図である。シェアウェブの第1の変形例においては、シェアウェブ20の基材シート28として、第1強化繊維樹脂シート21と同様の構成要素を有する強化繊維樹脂シートを用いている。以下、この強化繊維樹脂シートを、第2強化繊維樹脂シート41とも称する。また、第2強化繊維樹脂シート41の構成要素は、第1強化繊維樹脂シート21の対応する構成要素と同様の名称で表す。また、第1強化繊維樹脂シート21に関する説明は、矛盾しない限り第2強化繊維樹脂シート41についても適用される。
(First Modification of Share Web)
FIG. 15 is a perspective view showing a first modification of the share web. FIG. 16 is a cross-sectional view along the XVI-XVI direction in FIG. In the first modified example of the shear web, a reinforcing fiber resin sheet having the same components as the first reinforcing fiber resin sheet 21 is used as the base sheet 28 of the shear web 20. Hereinafter, this reinforced fiber resin sheet is also referred to as a second reinforced fiber resin sheet 41. The components of the second reinforcing fiber resin sheet 41 are represented by the same names as the corresponding components of the first reinforcing fiber resin sheet 21. Further, the description regarding the first reinforcing fiber resin sheet 21 is also applied to the second reinforcing fiber resin sheet 41 unless there is a contradiction.
図15及び図16に示すように、本変形例において、第2強化繊維樹脂シート41は、第1強化繊維樹脂シート21の第1面21a側に設けられている。第2強化繊維樹脂シート41は、第1強化繊維樹脂シート21の第1面21aと対向する第1面41aと、第2強化繊維樹脂シート41の第1面41aとは反対側に位置する第2面41bとを有する。図15及び図16に示す例においては、第1強化繊維樹脂シート21の第1面21aと、第2強化繊維樹脂シート41の第1面41aとが接着されていることによって、シェアウェブ20が形成されている。また、第2強化繊維樹脂シート41の第2面41bは、図15及び図16に示すように、複数のベース領域42と、第2強化繊維樹脂シート41の第1面41aから遠ざかる側に突出した複数のリブ領域43とを有する。シェアウェブ20が第1強化繊維樹脂シート21と第2強化繊維樹脂シート41とを有することによって、シェアウェブ20の強度をより向上することができる。図15及び図16に示すように、本変形例において、第1強化繊維樹脂シート21のリブ領域23と第2強化繊維樹脂シート41のリブ領域43とは、同じくY方向に延びている。第1強化繊維樹脂シート21の形状及び寸法と、第2強化繊維樹脂シート41の形状及び寸法とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、第1強化繊維樹脂シート21のリブ領域23の幅と、第2強化繊維樹脂シート41のリブ領域23の幅とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。 As shown in FIGS. 15 and 16, in the present modified example, the second reinforcing fiber resin sheet 41 is provided on the first surface 21 a side of the first reinforcing fiber resin sheet 21. The second reinforcing fiber resin sheet 41 has a first surface 41 a facing the first surface 21 a of the first reinforcing fiber resin sheet 21 and a second surface located on a side opposite to the first surface 41 a of the second reinforcing fiber resin sheet 41. And two surfaces 41b. In the example shown in FIG. 15 and FIG. 16, since the first surface 21 a of the first reinforcing fiber resin sheet 21 and the first surface 41 a of the second reinforcing fiber resin sheet 41 are bonded, the shear web 20 is formed. Is formed. As shown in FIGS. 15 and 16, the second surface 41 b of the second reinforcing fiber resin sheet 41 protrudes from the plurality of base regions 42 and the side away from the first surface 41 a of the second reinforcing fiber resin sheet 41. And a plurality of rib regions 43. Since the shear web 20 includes the first reinforcing fiber resin sheet 21 and the second reinforcing fiber resin sheet 41, the strength of the shear web 20 can be further improved. As shown in FIGS. 15 and 16, in this modification, the rib region 23 of the first reinforcing fiber resin sheet 21 and the rib region 43 of the second reinforcing fiber resin sheet 41 also extend in the Y direction. The shape and size of the first reinforcing fiber resin sheet 21 and the shape and size of the second reinforcing fiber resin sheet 41 may be the same or different. For example, the width of the rib region 23 of the first reinforcing fiber resin sheet 21 and the width of the rib region 23 of the second reinforcing fiber resin sheet 41 may be the same or different.
本変形例に係るシェアウェブ20をスパーキャップ13と接続する場合における、接続部30について説明する。図17は、本変形例に係るシェアウェブ20をスパーキャップ13と接続した場合における接続部30を示す断面図である。この場合、図17に示すように、接着材32は、少なくとも部分的に、第2強化繊維樹脂シート41の第2面41bの複数のリブ領域43の間に位置してもよい。また、接着材32は、図17に示すように、第2強化繊維樹脂シート41のベース領域42に接してもよく、第2面41bの側面44に接してもよい。 The connection section 30 when the share web 20 according to the present modification is connected to the supercap 13 will be described. FIG. 17 is a cross-sectional view showing the connection portion 30 when the share web 20 according to the present modification is connected to the spar cap 13. In this case, as shown in FIG. 17, the adhesive 32 may be located at least partially between the plurality of rib regions 43 on the second surface 41b of the second reinforcing fiber resin sheet 41. As shown in FIG. 17, the adhesive 32 may be in contact with the base region 42 of the second reinforcing fiber resin sheet 41 or may be in contact with the side surface 44 of the second surface 41b.
(シェアウェブの第2の変形例)
シェアウェブの第1の変形例においては、シェアウェブ20として、第1強化繊維樹脂シート21のリブ領域23と、第2強化繊維樹脂シート41のリブ領域43とが、同じ方向に延びている例について示した。しかしながら、シェアウェブ20は、これに限られない。図18は、シェアウェブの第2の変形例を示す斜視図である。シェアウェブの第2の変形例において、第1強化繊維樹脂シート21のリブ領域23と、第2強化繊維樹脂シート41のリブ領域43とは、平面視において異なる方向に線状に延びている。これによって、異なる2方向においてシェアウェブ20の強度を向上することができる。図18に示す例においては、第1強化繊維樹脂シート21のリブ領域23と、第2強化繊維樹脂シート41のリブ領域43とは、平面視において互いに直交する方向に延びている。
(Second Modification of Share Web)
In the first modified example of the share web, the rib region 23 of the first reinforcing fiber resin sheet 21 and the rib region 43 of the second reinforcing fiber resin sheet 41 extend in the same direction as the share web 20. Was shown. However, the share web 20 is not limited to this. FIG. 18 is a perspective view showing a second modification of the share web. In the second modified example of the shear web, the rib region 23 of the first reinforcing fiber resin sheet 21 and the rib region 43 of the second reinforcing fiber resin sheet 41 extend linearly in different directions in plan view. Thereby, the strength of the share web 20 can be improved in two different directions. In the example shown in FIG. 18, the rib region 23 of the first reinforcing fiber resin sheet 21 and the rib region 43 of the second reinforcing fiber resin sheet 41 extend in directions orthogonal to each other in plan view.
1 風車翼
11 外皮材
13 スパーキャップ
13a 外面
13b 内面
17 内皮材
20 シェアウェブ
20a 第1端部
20b 第2端部
21 第1強化繊維樹脂シート
21a 第1面
21b 第2面
21c 長辺
22 ベース領域
23 リブ領域
24 側面
25 第1シート材
26 芯材
27 第2シート材
28 基材シート
29 接着剤層
30 接続部
31 接続補助部材
311 壁部
312 底部
32 接着材
321 挿入部
33 反応性樹脂
41 第2強化繊維樹脂シート
61 第1型
62 第2型
80 風車
82 支柱
83 ナセル
84 ローターヘッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Windmill blade 11 Outer skin material 13 Spar cap 13a Outer surface 13b Inner surface 17 Endothelium material 20 Share web 20a First end 20b Second end 21 First reinforced fiber resin sheet 21a First surface 21b Second surface 21c Long side 22 Base region 23 rib area 24 side surface 25 first sheet material 26 core material 27 second sheet material 28 base sheet 29 adhesive layer 30 connection part 31 connection auxiliary member 311 wall part 312 bottom part 32 adhesive material 321 insertion part 33 reactive resin 41 2 Reinforced fiber resin sheet 61 First mold 62 Second mold 80 Windmill 82 Support column 83 Nacelle 84 Rotor head
Claims (14)
前記スパーキャップの前記内面側に建てられた一対の壁部を少なくとも有する、接続補助部材と、
一対の前記壁部の間に位置するとともに前記スパーキャップの前記内面に対向する第1端部及び前記第1端部の反対側に位置する第2端部を含むシェアウェブであって、前記第1端部から前記第2端部へ広がる第1面及び第2面を含む第1強化繊維樹脂シートを少なくとも有するシェアウェブと、
一対の前記壁部の間において前記壁部及び前記シェアウェブと接する、樹脂を含む接着材と、を備え、
前記第1強化繊維樹脂シートの前記第2面は、複数のベース領域と、前記第1面から遠ざかる側に突出した複数のリブ領域と、を有し、
前記接着材は、少なくとも部分的に複数の前記リブ領域の間に位置する、風車翼。 A spar cap having an outer surface and an inner surface,
A connection auxiliary member having at least a pair of walls built on the inner surface side of the spar cap,
A shear web located between a pair of said wall portions and including a first end portion facing the inner surface of the spar cap and a second end portion opposite to the first end portion; A shear web having at least a first reinforcing fiber resin sheet including a first surface and a second surface extending from one end to the second end;
An adhesive containing resin, which is in contact with the wall portion and the shear web between the pair of wall portions,
The second surface of the first reinforcing fiber resin sheet has a plurality of base regions and a plurality of rib regions protruding on a side away from the first surface,
The windmill blade, wherein the adhesive is at least partially located between the plurality of rib regions.
前記接着材は、前記壁部、前記底部及び前記シェアウェブと接している、請求項1に記載の風車翼。 The connection assisting member further includes a bottom portion connected to an end of the pair of wall portions on the spar cap side and extending along the inner surface of the spar cap,
The wind turbine blade according to claim 1, wherein the adhesive is in contact with the wall, the bottom, and the shear web.
前記第1シート材及び前記第2シート材のうちの一方は、一方向に延びる連続繊維を含み、他方は、複数の方向に延びる連続繊維を含む、請求項5に記載の風車翼。 The first reinforcing fiber resin sheet is a first sheet material, a core material that is located on one surface of the first sheet material and forms the rib region, and the first sheet material that covers the core material. And a second sheet material laminated on
The wind turbine blade according to claim 5, wherein one of the first sheet material and the second sheet material includes continuous fibers extending in one direction, and the other includes continuous fibers extending in a plurality of directions.
前記第2強化繊維樹脂シートは、前記第1強化繊維樹脂シートの前記第1面と対向する第1面と、前記第2強化繊維樹脂シートの前記第1面とは反対側に位置する第2面とを有し、
前記第2強化繊維樹脂シートの前記第2面は、複数の前記ベース領域と、前記第2強化繊維樹脂シートの前記第1面から遠ざかる側に突出した複数の前記リブ領域とを有し、
前記接着材は、少なくとも部分的に、前記第2強化繊維樹脂シートの前記第2面の複数の前記リブ領域の間に位置する、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の風車翼。 The share web has a second reinforcing fiber resin sheet provided on a first surface side of the first reinforcing fiber resin sheet,
The second reinforcing fiber resin sheet includes a first surface facing the first surface of the first reinforcing fiber resin sheet, and a second surface located on a side opposite to the first surface of the second reinforcing fiber resin sheet. Surface and
The second surface of the second reinforcing fiber resin sheet has a plurality of the base regions, and a plurality of the rib regions protruding to a side away from the first surface of the second reinforcing fiber resin sheet,
The wind turbine blade according to any one of claims 1 to 6, wherein the adhesive is at least partially located between the plurality of rib regions on the second surface of the second reinforcing fiber resin sheet.
前記シェアウェブは、前記第1端部から前記第2端部へ広がる第1面及び第2面を含む第1強化繊維樹脂シートを少なくとも有し、
前記第1強化繊維樹脂シートの前記第2面は、複数のベース領域と、前記第1面から遠ざかる側に突出した複数のリブ領域と、を有し、
前記接続部は、その間に前記シェアウェブの前記第1端部が位置するように前記スパーキャップの前記内面側に建てられた一対の壁部を少なくとも有する、接続補助部材と、
一対の前記壁部の間において前記壁部及び前記シェアウェブと接する、樹脂を含む接着材と、を備え、
前記接着材は、少なくとも部分的に複数の前記リブ領域の間に位置する、接続部。 The first end of the shear web including a first end facing the inner surface and a second end opposite the first end is connected to the inner surface of the spar cap having an outer surface and an inner surface. Connection part,
The shear web has at least a first reinforcing fiber resin sheet including a first surface and a second surface extending from the first end to the second end,
The second surface of the first reinforcing fiber resin sheet has a plurality of base regions and a plurality of rib regions protruding on a side away from the first surface,
The connection part has at least a pair of walls built on the inner surface side of the spar cap such that the first end of the shear web is located therebetween, a connection auxiliary member,
An adhesive containing resin, which is in contact with the wall portion and the shear web between the pair of wall portions,
A connection, wherein the adhesive is at least partially located between the plurality of rib regions;
前記接着材は、前記壁部、前記底部及び前記シェアウェブと接している、請求項8に記載の接続部。 The connection assisting member further includes a bottom portion connected to an end of the pair of wall portions on the spar cap side and extending along the inner surface of the spar cap,
9. The connection according to claim 8, wherein the adhesive is in contact with the wall, the bottom, and the shear web.
前記第2強化繊維樹脂シートは、前記第1強化繊維樹脂シートの前記第1面と対向する第1面と、前記第2強化繊維樹脂シートの前記第1面とは反対側に位置する第2面とを有し、
前記第2強化繊維樹脂シートの前記第2面は、複数の前記ベース領域と、前記第2強化繊維樹脂シートの前記第1面から遠ざかる側に突出した複数の前記リブ領域とを有し、
前記接着材は、少なくとも部分的に、前記第2強化繊維樹脂シートの前記第2面の複数の前記リブ領域の間に位置する、請求項8乃至10のいずれか一項に記載の接続部。 The share web has a second reinforcing fiber resin sheet provided on a first surface side of the first reinforcing fiber resin sheet,
The second reinforcing fiber resin sheet includes a first surface facing the first surface of the first reinforcing fiber resin sheet, and a second surface located on a side opposite to the first surface of the second reinforcing fiber resin sheet. Surface and
The second surface of the second reinforcing fiber resin sheet has a plurality of the base regions, and a plurality of the rib regions protruding to a side away from the first surface of the second reinforcing fiber resin sheet,
The connection part according to any one of claims 8 to 10, wherein the adhesive is at least partially located between the plurality of rib regions on the second surface of the second reinforcing fiber resin sheet.
前記シェアウェブは、前記第1端部から前記第2端部へ広がる第1面及び第2面を含む第1強化繊維樹脂シートを少なくとも有し、
前記第1強化繊維樹脂シートの前記第2面は、複数のベース領域と、前記第1面から遠ざかる側に突出した複数のリブ領域と、を有し、
前記接続方法は、
前記スパーキャップの前記内面に、一対の壁部を少なくとも有する接続補助部材を設ける接続補助部材設置工程と、
一対の前記壁部の間に前記シェアウェブの前記第1端部が位置するように、前記シェアウェブを配置するシェアウェブ配置工程と、
一対の前記壁部の間に、前記壁部及び前記シェアウェブと接するように、かつ少なくとも部分的に複数の前記リブ領域の間に位置するように、反応性樹脂を供給する、反応性樹脂供給工程と、
前記反応性樹脂を硬化させる、反応性樹脂硬化工程と、を備える、接続方法。 The first end of the shear web including a first end facing the inner surface and a second end opposite the first end is connected to the inner surface of the spar cap having an outer surface and an inner surface. Connection method,
The shear web has at least a first reinforcing fiber resin sheet including a first surface and a second surface extending from the first end to the second end,
The second surface of the first reinforcing fiber resin sheet has a plurality of base regions and a plurality of rib regions protruding on a side away from the first surface,
The connection method,
A connection auxiliary member installation step of providing a connection auxiliary member having at least a pair of walls on the inner surface of the spar cap,
A share web arranging step of arranging the share web such that the first end of the share web is located between the pair of wall portions;
Supplying a reactive resin between a pair of the wall portions so as to be in contact with the wall portion and the shear web and at least partially located between the plurality of rib regions; Process and
A reactive resin curing step of curing the reactive resin.
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JP2018176530A JP2020045867A (en) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | Windmill blade, connection, connection method and process of manufacture windmill blade |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112388993A (en) * | 2020-10-30 | 2021-02-23 | 中国航空制造技术研究院 | RTM (resin transfer molding) integral forming die and process for T-shaped composite material part with single-side reinforcement |
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2018
- 2018-09-20 JP JP2018176530A patent/JP2020045867A/en active Pending
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