JP5605814B2 - 風力発電用ブレード - Google Patents
風力発電用ブレード Download PDFInfo
- Publication number
- JP5605814B2 JP5605814B2 JP2012244904A JP2012244904A JP5605814B2 JP 5605814 B2 JP5605814 B2 JP 5605814B2 JP 2012244904 A JP2012244904 A JP 2012244904A JP 2012244904 A JP2012244904 A JP 2012244904A JP 5605814 B2 JP5605814 B2 JP 5605814B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade
- blade body
- opening
- attachment
- wind power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Description
ブレード内部は空洞であるため落雷を受けた場合には雷のエネルギーによって爆発的な内圧上昇を起こし、この内圧によりブレードが破壊されると言われている。このようにブレード先端部は落雷しやすいことに加え構造的に耐圧強度が低い部位であることが破壊事故の大きな要因となっている。
そこで、多くの風力発電装置は、ブレードにアースされた受雷部を設け、この受雷部で落雷を受けて落雷による大電流を地中へ流す仕組みが採られている。しかしながら、受雷部を設けても雷は受雷部以外のブレードを直撃することがある。
ブレード111の誘電チップ112に落雷して中空部分111aの内圧が上昇すると、逃がし弁113が開放されることにより、落雷によるブレード111の破損が防止または軽減される。
まず、分離境界線により分離されたブレードの先端部位は、地上に落下するおそれがあり、地上に落下した場合は危険である。また、先端部位の長さは、引用文献1ではブレードの全長の30%以下とすることが望ましいとされている。例えばブレードの全長が40mの場合、先端部位の長さは12mにも及ぶ長尺となる。しかも、ブレードは重量物である。このようなブレードの先端部位が分離されたり、再結合されたりする構造は、非常に複雑なものとなり、コスト高になると考えられる。
また、逃がし弁として用いられる電磁弁、ラプチャーディスクなどは、小径サイズのものが多く、開口面積が小さいため、逃がす空気量が少ない。このため、ブレードの内圧を逃がす機構としては十分といえず落雷に際し翼面が破損に至る可能性がある。
さらに、逃がし弁として用いられる電磁弁、ラプチャーディスクなどは、部品に金属製のものを使用しているものが多く、被雷して故障する可能性がある。
前記取り付け部は、前記取付枠を介して前記離脱可能材を前記ブレード本体に取り付けていることを特徴とする。
第7の本発明の風力発電用ブレードは、前記第1〜第6の本発明のいずれかにおいて、前記取り付け部の一部は、前記離脱可能材の一部が前記翼面の内面側に伸長したその外面を前記翼面の内面に取り付けた取り付け構造を有し、該取り付け構造により、前記離脱可能材の一部を離脱させることなく前記ブレード本体への取り付けを維持していることを特徴とする。
開口部は、ブレード本体のリーディングエッジとトレーリングエッジとの間でリーディングエッジ側に近接して設けることができる。一般的に、風力発電用ブレードにおいて、ブレード本体のリーディングエッジの方が、トレーリングエッジよりも補強が容易な形状になっており、リーディングエッジ側の強度がトレーリングエッジ側の強度よりも高くなっていることが多い。このため開口部をリーディングエッジ側に近接して設けてもブレード本体の強度に対する影響は小さい。
開口部は、一般的な圧力逃がし弁構造などと比べ形状に自由度があり、比較的大きな開口面積が確保できるため逃がせる空気量が多く内圧上昇を防ぐのに有利である。
離脱可能材の材料には上記熱可塑性樹脂を好適に用いることができる。その理由は離脱可能材がブレード本体から離脱する際に一部は離脱せず取り付けが維持される構造にしており、離脱可能材の一部離脱に際し曲げ変形を伴うため、ある程度の可撓性、伸びが必要なためである。熱可塑性樹脂は可撓性と伸びが大きい種類のものがあり離脱可能材に向いている材料である。市販されている熱可塑性樹脂としてはポリカーボネート、ポリプロピレンなど数種類に及ぶが、取り付けを接着で行う場合、接着が困難な材料は不向きである。これらの樹脂は適当な大きさ、板厚を組み合わせることが可能である。
また、ブレード本体の先端側に受雷部が設けられている場合、離脱可能材の一部を離脱させることなくブレード本体への取り付けを維持する一部の取り付け部を、相対的に受雷部側に位置させるのが望ましい。取り付けを維持する一部の取り付け部を受雷部側に位置させることにより、その他は、取り付けを維持する取り付け部に対し受雷部よりも遠くに位置し、受雷部側で発生する圧力によって離脱可能材の一部取り付けを維持したままで離脱可能材を容易にブレード本体から離脱させることができ、また取り付けを維持する部分の損傷を防止できる。
また、風力発電用ブレードが落雷を受けた場合の復旧作業では、離脱可能材がブレード本体から離脱した場合であっても、離脱可能材の一部はブレード本体に離脱することなく取り付けが維持されているので、離脱可能材の離脱した部分のみをブレード本体に取り付けることで足り、ブレード本体を交換する必要がないのみならず、離脱可能材を交換する必要もなく、低コストかつ短時間で復旧作業を完了することができる。
図1に示すように、本実施形態の風力発電用ブレードを備える風力発電装置の風車1は、回転可能に支持されているローターハブ2と、ローターハブ2に放射状に取り付けられた複数本の本実施形態の風力発電用ブレード3とを備えている。なお、図1では、3本の風力発電用ブレード3がローターハブ2に取り付けられている場合を示している。
なお、受雷部5は、ブレード本体4内の図示しないダウンコンダクタなどを介して接地されている。
開口部6は、翼面壁10に沿って、ブレード本体4の径方向に長辺が沿った長方形状の平面形状を有している。また、開口部6は、開口部6が位置するブレード本体4の幅に対し、1/6〜1/4の幅を有している。
ブレード本体4は、例えば、その先端に近い翼面壁10、11の厚さが例えば1.5mm程度と非常に薄くなっており、このように薄い翼面壁に開口部6を形成するとブレード本体4の強度が低下し、また、開口部6を形成した切断端から亀裂が発生するおそれがある。これに対し補強部14、15を設けることにより、開口部6の形成によるブレード本体4の強度低下や亀裂発生を防止することができる。補強部14、15の材質は特に限定されるものではなく、ブレード本体4と同様の強度のものであってもよく、またブレード本体4よりも強度適宜の材料を選定することができる。
テーパー溝16aに嵌め込まれてテーパー部71は、その上面が、固定枠16の外周側に位置する翼面壁10の内面に、接着剤層17により接着されている。接着剤層17を構成する接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂系接着剤、弾性接着剤であるシリコーン樹脂などが用いられている。
なお、テーパー溝16aへのテーパー部71の嵌め込みは、取り付けに際し、テーパー部71を押し込んだり、テーパー部71を配置した後、固定枠16を翼面壁10の内面に固定したり、離脱可能材7と補強部14、15を組み立ててこれらをブレード本体4にして行うことができる。
上記取付枠18に接着された離脱可能材7の外周端部72は、接着剤層19による接着面積、接着剤の接着強度などを適宜設定することにより、ブレード本体4の中空部12内の圧力が所定の圧力に増加するのに応じて剥離可能になっている。
風車1では、風力発電用ブレード3により風を受けてローターハブ2が回転する。ローターハブ2の回転は、ナセルに収納される発電機(図示しない)に伝達されて発電が行われる。
ブレード本体4内の中空部12内の圧力が所定圧まで上昇すると離脱可能材7の外周端部72を取付枠18に接着する接着剤層19が剥離する。所定圧は、接着剤層19の接着力により設定することができる。一方、テーパー部71は、その上面が翼面壁10の下面に接着剤層17により接着され、取り付け溝16aに嵌め込まれているため、ブレード本体4の中空部12内の圧力増加に対しても、外周端部72とは異なり取り付けが維持される。
試験体では、離脱可能材7として、材質がポリカーボネート、板厚が2.0m、幅100mm、長さ400mmの長方形状の平面形状を有するものを使用した。
2 ローターハブ
3 風力発電用ブレード
4 ブレード本体
5 受雷部
6 開口部
7 離脱可能材
71 テーパー部
72 外周端部
8 リーディングエッジ
9 トレーリングエッジ
10 翼面壁
11 翼面壁
12 中空部
13 桁部
14 補強部
15 補強部
16 固定枠
17 接着剤層
18 取付枠
Claims (9)
- 中空部を有するブレード本体のリーディングエッジとトレーリングエッジとの間の翼面に前記中空部に連通する開口部が形成され、前記開口部を塞ぐ離脱可能材が取り付け部を介して前記ブレード本体に取り付けられており、
前記取り付け部は、前記中空部内の圧力増加に応じて一部を残して前記ブレード本体から前記離脱可能材が離脱して前記開口部を開放するように前記離脱可能材を前記ブレード本体に取り付けており、一部の取り付け部は、前記離脱に際し前記離脱可能材の一部を離脱させることなく前記ブレード本体への取り付けを維持する可撓性材料を含んでおり、
前記離脱可能材の前記離脱を可能にする前記取り付け部は、前記離脱可能材と前記ブレード本体とを接着剤により接着する接着構造を有し、前記接着剤は、前記ブレード本体の中空部内の圧力増加に応じて接着面の剥離が生じる接着強さを有するものであることを特徴とする風力発電用ブレード。 - 中空部を有するブレード本体のリーディングエッジとトレーリングエッジとの間の翼面に前記中空部に連通する開口部が形成され、前記開口部を塞ぐ離脱可能材が取り付け部を介して前記ブレード本体に取り付けられており、
前記取り付け部は、前記中空部内の圧力増加に応じて一部を残して前記ブレード本体から前記離脱可能材が離脱して前記開口部を開放するように前記離脱可能材を前記ブレード本体に取り付けており、一部の取り付け部は、前記離脱に際し前記離脱可能材の一部を離脱させることなく前記ブレード本体への取り付けを維持する可撓性材料を含んでおり、
前記開口部の周縁の翼面内面壁に補強部を有し、前記補強部の内周側に前記離脱可能材が取り付けられる取付枠を有し、
前記取り付け部は、前記取付枠を介して前記離脱可能材を前記ブレード本体に取り付けており、
前記ブレード本体に取り付けられた前記離脱可能材の外表面が前記翼面と面一になっていることを特徴とする風力発電用ブレード。 - 前記離脱可能材の前記離脱を可能にする前記取り付け部は、前記離脱可能材と前記ブレード本体とを接着剤により接着する接着構造を有し、前記接着剤は、前記ブレード本体の中空部内の圧力増加に応じて接着面の剥離が生じる接着強さを有するものであることを特徴とする請求項2に記載の風力発電用ブレード。
- 前記開口部の周縁の翼面内面壁に補強部を有し、前記補強部の内周側に前記離脱可能材が取り付けられる取付枠を有し、
前記取り付け部は、前記取付枠を介して前記離脱可能材を前記ブレード本体に取り付けていることを特徴とする請求項1に記載の風力発電用ブレード。 - 前記ブレード本体に取り付けられた前記離脱可能材の外表面が前記翼面と面一になっていることを特徴とする請求項4記載の風力発電用ブレード。
- 前記離脱可能材が可撓性材料からなり、該離脱可能材の一部が前記ブレード本体への取り付けを維持する一部の取り付け部を構成することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の風力用発電ブレード。
- 前記取り付け部の一部は、前記離脱可能材の一部が前記翼面の内面側に伸長したその外面を前記翼面の内面に取り付けた取り付け構造を有し、該取り付け構造により、前記離脱可能材の一部を離脱させることなく前記ブレード本体への取り付けを維持していることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の風力発電用ブレード。
- 前記開口部は、前記リーディングエッジと前記トレーリングエッジとの間で前記リーディングエッジ側に相対的に近接して設けられていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の風力発電用ブレード。
- 前記開口部は、前記開口部が位置する前記ブレード本体の前記翼面幅に対し、1/6〜1/4の幅を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の風力発電用ブレード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012244904A JP5605814B2 (ja) | 2012-11-06 | 2012-11-06 | 風力発電用ブレード |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012244904A JP5605814B2 (ja) | 2012-11-06 | 2012-11-06 | 風力発電用ブレード |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014092141A JP2014092141A (ja) | 2014-05-19 |
JP5605814B2 true JP5605814B2 (ja) | 2014-10-15 |
Family
ID=50936403
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012244904A Expired - Fee Related JP5605814B2 (ja) | 2012-11-06 | 2012-11-06 | 風力発電用ブレード |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5605814B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2998571B1 (en) * | 2014-09-19 | 2017-11-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Lift influencing device for a rotor blade of a wind turbine |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0265768U (ja) * | 1988-11-07 | 1990-05-17 | ||
US7942640B2 (en) * | 2009-03-19 | 2011-05-17 | General Electric Company | Method and apparatus for use in protecting wind turbine blades from lightning damage |
-
2012
- 2012-11-06 JP JP2012244904A patent/JP5605814B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014092141A (ja) | 2014-05-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4969098B2 (ja) | 風車翼の落雷保護装置、該落雷保護装置の組立方法、該落雷保護装置を備える風車翼、及び該風車翼を備える風車 | |
EP2795104B1 (en) | An erosion shield for a wind turbine blade | |
EP2378079A2 (en) | Composite leading edge sheath and dovetail root undercut | |
TWI619879B (zh) | 施加一鋸齒狀後緣至一轉子葉片之一葉片後緣的方法 | |
US9869296B2 (en) | Attachment method and system to install components, such as tip extensions and winglets, to a wind turbine blade | |
US8057189B2 (en) | Wind turbine blade with modular leading edge | |
US20080193292A1 (en) | Rotor blade with a lightning protection unit, wind energy system having the same and a method for constructing a rotor blade | |
US8105045B2 (en) | Wind turbine blade and method for manufacturing a wind turbine blade | |
EP3063375B1 (en) | Fan blade with composite segments | |
EP2620652B1 (en) | Turbomachine casing assembly with blade containment cavity | |
EP2811143B1 (en) | Fan rotor blade of aircraft jet engine | |
EP3063378B1 (en) | Fan blade composite ribs | |
EP3336308B1 (en) | Fan blade with structural spar and integrated leading edge | |
JP2017207001A (ja) | 風車用ブレード、風車、風車用ブレードの製造方法および風車用ブレード接合構造 | |
WO2015105547A2 (en) | Fan blade with segmented fan blade cover | |
JP5605814B2 (ja) | 風力発電用ブレード | |
EP2620654A1 (en) | A turbomachine casing assembly with blade containment cavity | |
WO2014137446A1 (en) | Hybrid fan blades for jet engines | |
JP4390026B2 (ja) | 複合材翼 | |
JP2009298198A (ja) | 防除氷装置 | |
JP5896417B2 (ja) | 風力発電用ブレード | |
EP3535490B1 (en) | Method of applying a protective layer to a wind turbine rotor blade | |
JP7499610B2 (ja) | 風車翼、風車、及び、風車翼の製造方法 | |
EP2620653A1 (en) | A turbomachine casing assembly with blade containment cavity | |
US11794907B2 (en) | Blade for a hover-capable aircraft and method for removing ice from said blade |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140521 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140718 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140820 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140820 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5605814 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |