JP6475767B2 - 風車翼、及び風車翼の補強方法 - Google Patents

Description

本発明は、風車翼、及び風車翼の補強方法に関する。

近年、地球環境の保全の観点から、風力を利用した風力発電装置の普及が進んでいる。風力発電装置は、風の運動エネルギーを風車翼とハブを含む風車ロータの回転エネルギーに変換し、さらにこの回転エネルギーを発電機にて電力エネルギーに変換する。

風力発電装置に運転中に風車ロータは、風から空力荷重を受ける。風力発電装置の大型化に伴い風車翼の長翼化が進んでいるが、これにより風車翼に作用する空力荷重も増大し翼根部の負荷が高くなる。
このような空力荷重の影響を抑制する方法として、特許文献１には、円筒状の翼根部の内側面に、補強リブを円周方向に沿って配置することで翼根部の変形量、詳しくは、楕円化量を低減させる技術が開示されている。

米国特許出願公開第２０１５−０９３２５０号

特許文献１に記載の補強技術は、円形状の翼根部の変形を抑制するために、円周方向に補強リブを配置している。ここでは、翼根部が楕円化することの抑制に注目した対応技術となっているが、風車翼が受ける荷重に対する補強方法はこれに限られるものではない。
そこで、本発明の少なくとも一実施形態は、風車翼の長手方向の撓み変動に対する補強を効果的に行うことができる風車翼、及び風車翼の補強方法を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る風車翼は、
円筒状の翼根部を有し、前記翼根部から翼長方向に沿って延在する中空の翼本体と、
前記翼根部の内側面に接するように設けられ、前記翼長方向に沿った寸法が前記翼根部の周方向に沿った寸法よりも大きい長尺部材により形成される補強板と、
を備える。
上記（１）の構成では、風車翼の翼根部の内側面に接するように設けられた補強板により、風車翼の補強を行うことができる。ここで、補強板を構成する長尺部材の翼長方向に沿った寸法が、長尺部材の翼根部の周方向に沿った寸法より大きいので、風車翼の長手方向の撓み変動に対する補強を効果的に行って、風車翼の疲労強度を向上させることができる。また、風車翼に対してこのような補強を行うことにより、風車翼の長寿命化を図ることができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記補強板は、前記翼根部の腹側、及び、背側の少なくとも一方に設けられる。
風車翼が受ける空力荷重はフラップ方向に受ける荷重が支配的となるため、翼根部においてもフラップ方向の荷重が大きくなる。
上記（２）の構成によれば、翼根部のフラップ方向の荷重を考慮した補強板の配置構成をとることにより、翼根部のフラップ方向の荷重に対する補強を効果的に行うことができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記翼本体は、積層された複数層の繊維強化樹脂を含み、
前記補強板は、少なくとも、前記翼根部のうち前記繊維強化樹脂の積層厚が変化する領域に設けられる。
上記（３）の構成によれば、繊維強化樹脂の積層厚が変化する領域、即ち、強度変化が生じる領域に対する補強を効果的に行うことができる。

（４）幾つかの実施形態では、（１）乃至（３）の何れかの構成において、
前記補強板は、前記翼根部の前記内側面と前記補強板との間の空間に接着剤を注入するための貫通孔が設けられている。
上記（４）の構成によれば、貫通孔から翼根部の内側面と補強板との間の空間に接着剤を適切に注入することができる。よって、補強板と翼本体との接着強度を向上させることができる。

（５）幾つかの実施形態では、（１）乃至（４）の何れかの構成において、
前記補強板は、前記翼根部の前記内側面に沿った形状を有する。
上記（５）の構成によれば、補強板が翼根部の内側面とは無関係な形状を有する場合とは異なり、翼根部の内側面と補強板との間に形成される隙間の大きさを略均一にすることができる。これにより、例えば接着剤を用いて翼根部の内側面に補強板を取り付ける場合、補強板の接着強度を向上させることができる。

（６）幾つかの実施形態では、（１）乃至（５）の何れかの構成において、
前記補強板は、前記翼根部の前記内側面に接着剤にて取り付けられ、
前記補強板の周囲に断面テーパ状に前記接着剤が設けられる。
上記（６）の構成によれば、接着剤を断面テーパ状に設けることにより、応力が集中することを回避できるため、接着強度を向上させることができる。

（７）幾つかの実施形態では、（１）乃至（６）の何れかの構成において、
前記翼本体は、
背側の半割れセクションと、
前記背側の半割れセクションと接合される腹側の半割れセクションと
を含み、
前記補強板は、前記翼根部の断面において、前記背側又は前記腹側の少なくとも一方の前記半割れセクションがなす円弧の中央近傍に設けられる。
上記（７）の構成によれば、背側の半割れセクションと腹側の半割れセクションとの接合部から離れた位置に補強板が設けられるため、背側の半割れセクションと腹側の半割れセクションとが互いに分離された状態であっても、補強板の設置作業を行うことができる。
上記（７）で述べた補強板の配置構成を採用することで、翼根部に作用するフラップ方向の荷重に対する補強を効果的に行うことができる。

（８）幾つかの実施形態では、（７）の構成において、
前記補強板は、前記翼根部の周方向における前記円弧の前記中央の角度位置をθ_０［°］としたとき、θ_０−５０≦θ≦θ_０＋５０の角度範囲内に設けられる。
上記（８）の構成によれば、強度的により適切な位置に補強板を設けることができる。

（９）幾つかの実施形態では、（１）乃至（８）の何れかの構成において、
前記翼根部に設けられ、前記翼本体の内部空間を根元領域と先端領域とに分ける仕切プレートを備え、
前記仕切プレートは、前記補強板を貫通させる開口部を有する。
上記（９）の構成によれば、仕切プレートを備える風車翼であっても、翼長方向において十分に長い補強板を適切に設け、風車翼の長手方向の撓み変動に対する補強をより効果的に行うことができる。

（１０）幾つかの実施形態では、（９）の構成において、
前記開口部を塞ぐように、前記翼長方向において前記仕切プレートに対して隣接して設けられた蓋板をさらに備える。
上記（１０）の構成によれば、風車翼内における開口部を介しての異物等の移動を抑制することができる。また、開口部に起因して低下した仕切プレートの剛性を蓋板によって補うことができる。

（１１）本発明の少なくとも一実施形態に係る風車翼の補強方法は、
翼根から翼長方向に沿って延在する中空の翼本体の翼根部の内側に、前記翼長方向に沿った寸法が前記翼根部の周方向に沿った寸法よりも大きくなるように長尺部材により形成される補強板を配置する配置工程と、
配置された前記補強板を前記翼根部の内側面に接着固定する接着工程と
を備える。
上記（１１）の構成によれば、風車翼の翼根部の内側面に接着固定された補強板により、風車翼の補強を行うことができる。ここで、補強板の翼長方向における寸法が、補強板の翼根部の周方向に沿った寸法よりも大きくなるように補強板が配置されるので、風車翼の長手方向の撓み変動に対する補強を効果的に行って、風車翼の疲労強度を向上させることができる。また、翼根部の内側面への補強板の取付けを接着により行うようにしたので、補強板の取付作業を容易に実施できる。

（１２）幾つかの実施形態では、（１１）の方法において、
前記配置工程では、スペーサを介して前記翼根部の前記内側面上に前記補強板を配置し、
前記接着工程は、前記スペーサによって形成された前記補強板と前記翼根部の前記内側面との間の空間に接着剤を注入する。
上記（１２）の方法によれば、スペーサを設けることで、翼根部の内側面と補強板との間の空間に接着剤を適切に注入することができる。よって、補強板と翼本体との接着強度を向上させることができる。

（１３）幾つかの実施形態では、（１１）又は（１２）の方法において、
前記補強板は、接着剤を注入する貫通孔を含み、
前記接着工程は、前記補強板の周囲に接着剤を設ける工程と、前記貫通孔から接着剤を注入する工程とを含む。
上記（１３）の方法によれば、貫通孔から翼根部の内側面と補強板との間の空間に接着剤を適切に注入することができ、作業効率を向上させることができる。

（１４）幾つかの実施形態では、（１１）乃至（１３）の何れかの方法において、
補強対象となる前記風車翼が６０度以上１２０度以下の第１アジマス角範囲内、又は、２４０度以上３００度以下の第２アジマス角範囲内に位置するように風車ロータを停止させる停止工程を備え、
前記停止工程の後、前記配置工程を行う。
上記（１４）の方法によれば、風車翼を地上へ降ろさずとも、作業員に対し、風車翼内において補強板の取り付け作業が可能な環境を提供することができ、工事規模の縮小によるコストメリットを享受できる。

（１５）幾つかの実施形態では、（１４）の方法において、
前記停止工程では、補強対象となる前記風車翼のピッチ角をフェザー側に移行させ、
前記配置工程では、前記補強板を前記翼根部の腹側、又は、背側の少なくとも一方に取り付ける。
上記（１５）の方法によれば、作業員は、翼根領域の腹側、又は、背側の領域を床面とした状態で補強作業（補強板の接着作業）を行うことができ、補強作業の安全性が向上する。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、風車翼の長手方向の撓み変動に対する補強を効果的に行うことができる風車翼、及び風車翼の補強方法を提供することができる。

一実施形態に係る風車の全体構成を示す概略図である。 風車翼の翼根部において、風車翼の長手方向に直交する側面からみた風車翼が受ける荷重を説明する図である。 風車翼の概略斜視図である。 図４（ａ）は図３のＡ−Ａ断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の腹側補強板周辺の構成を概略的に示す拡大図である。 図５（ａ）は図３のＢ−Ｂ断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の腹側補強板周辺の構成を概略的に示す拡大図である。 腹側補強板を風車翼の内部からみた平面図である。 図６のＣ−Ｃ断面図である。 半割れセクションにおける補強板の取りつけ範囲を説明する図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

まず、一実施形態において翼の補強処理（補強作業）の対象とする風車翼を備える風車の構成について説明する。図１は、一実施形態に係る風車の全体構成を示す概略図である。同図に示すように、風車１は、少なくとも１枚の風車翼３と、風車翼３が取り付けられるハブ２とを含む風車ロータ５を備える。風車ロータ５は、タワー６の上部に設けられ、タワー６に支持されるナセル４に回転自在に支持されており、風車翼３が風を受けると風車翼３を含む風車ロータ５が回転するようになっている。
風車１は、タワー６より風上側に風車ロータ５の回転面のあるアップウィンド式の風力発電装置である。

幾つかの実施形態では、風車１は風力発電装置の一部であってもよい。この場合、ナセル４には、発電機（不図示）と、風車ロータ５の回転を発電機に伝達するための動力伝達機構（不図示）とが収容されていてもよい。風力発電装置は、風車ロータ５から動力伝達機構を介して発電機に伝達された回転エネルギーが、発電機によって電気エネルギーに変換されるように構成される。

ここで、図２を用いて、風車１の運転中に風車翼３が受ける荷重について説明する。
図２は、図１に示す風車翼３の翼根部３１において、風車翼３の長手方向に直交する断面図である。なお、図２には、風車翼３の翼根部３１を実線で示すとともに、風車翼３のうち翼根部３１よりも翼先端側に位置する翼型部を破線で示している。
図２に示すように、風車翼３は、円筒状の翼根部３１及び翼形部を含む。風車翼３は、背側（ｓｕｃｔｉｏｎ ｓｉｄｅ）３２の外表面を構成する背側外皮３３と、腹側（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｉｄｅ）３４の外表面を構成する腹側外皮３５とを含み、背側外皮３３及び腹側外皮３５は、風車翼３の前縁３６及び後縁３７において、接着材を介して貼り合わされている。なお、本明細書において、腹側外皮及び背側外皮をまとめて「外皮」又は「翼外皮」と称することもある。

風車１の運転中、風車翼３は、腹側３４が正面（風上側）を向いて風を受けるようになっており、基本的には、風車翼３の腹側３４に常時風による正圧が加わるため、風車翼３には背側３２及び腹側３４を結ぶ方向（フラップ方向）の曲げ荷重が加わりやすい。つまり、風車翼３における荷重の影響は、エッジ方向よりもフラップ方向において受けやすい傾向がある。
なお、風車翼３のエッジ方向とは風車翼３の長手方向に直交する断面において前縁と後縁を結ぶコード方向であり、フラップ方向とは、同断面において前記コード方向に直交する方向である。

図３は、風車翼３の概略斜視図である。
図３に示すように、風車翼３は、翼ピッチベアリングを介してハブ２に取り付けられる円筒状の翼根部３１を有する。翼根部３１は、例えば、風車翼３の根元側（ハブ２への取付側）から１〜３ｍの範囲を示す。翼根部３１は、翼外皮と共に、例えばＦＲＰなどの繊維強化樹脂を積層して形成されている。翼根部３１は、強度を持たせるために十分な厚みを有する形状であり、一方、翼外皮（背側外皮３３及び腹側外皮３５）は、翼根部３１よりも小さい厚みで形成されている。
なお、翼根部３１及び翼外皮の厚みは繊維強化樹脂の積層数を増減させることによって調整されている。そのため、風車翼３には繊維強化樹脂の積層厚が変化する領域が存在する。

次に、図４から図７を用いて、幾つかの実施形態に係る風車翼３の翼根部３１に設けられる補強板（７，８）について説明する。
図４（ａ）は図３のＡ−Ａ断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の腹側補強板周辺の構成を概略的に示す拡大図である。
図５（ａ）は図３のＢ−Ｂ断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の腹側補強板周辺の構成を概略的に示す拡大図である。
図６は、腹側補強板を風車翼の内部からみた平面図である。
図７は、図６のＣ−Ｃ断面図である。

幾つかの実施形態では、図４、図５に示すように、本実施形態に係る風車翼３の翼根部３１には、その内側面のうち、背側３２の部分に背側補強板７が設けられ、腹側３４の部分に腹側補強板８が設けられる。他の実施形態では、翼根部３１の内側面のうち、背側３２の部分又は腹側３４の部分の何れか一方にのみ補強板（７，８）が設けられる。
また、複数の補強板（７，８）が、翼根部３１の内側面のうち背側３２の部分又は腹側３４の部分の少なくとも一方において、翼根部３１の周方向に間隔を置いて配置されていてもよい。図５に示す例示的な実施形態では、翼根部３１の内側面のうち背側３２の部分および腹側３４の部分において、それぞれ、一対の補強板（背側補強板７，腹側補強板８）が周方向に間隔を置いて配置されている。

補強板（７，８）は、予め地上（工場やウィンドファームの作業場）で製作された長尺形状の部材（プレハブ補強部材）であり、風車翼３の翼長方向、即ち、翼根から翼の先端に向かう方向に沿って配置されている。すなわち、風車翼３に取り付けられた状態において、補強板（７，８）を構成する長尺部材の翼長方向に沿った寸法は、翼根部３１の周方向に沿った寸法よりも大きい。
また、補強板（７，８）は、翼根部３１を形成する繊維強化樹脂の積層厚の変化に起因する翼根部３１の内壁面の形状変化部に設けられてもよい。図４に示す例示的な実施形態では、翼根部３１の内壁面の形状変化部において、翼根部３１および補強板（７，８）の合計厚みが翼先端側に向かって徐々に減少するように、補強板（７，８）は翼長方向に関して厚み分布を有する。
なお、風車翼３の翼根部３１には、翼ピッチベアリングを介して翼根部３１をハブ２に取り付けるための締結具（例えば、締結ボルト用のナット）が挿入される締結具用穴３８が設けられる場合がある。この場合、補強板（７，８）は、風車翼３の着脱作業を阻害しないように、締結具用穴３８よりも翼先端側の領域に設置されてもよい。

各々の補強板（７，８）は、図４及び図５に示すように、翼根部３１の内側面に沿った形状を有していてもよい。
即ち、図４に示すように、翼長方向に沿った断面内において、翼根部３１の内側面が、翼根部３１を形成する繊維強化樹脂の積層厚の変化に伴う形状変化部（例えば段差部）を有している場合、翼根部３１の内側面に対向する各々の補強板（７，８）の下面も翼根部３１の内側面に応じた形状変化部（例えば段差部）を有していてもよい。また、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、翼根部３１の半径方向に沿った断面内において、翼根部３１の内側面が湾曲形状を有する場合、翼根部３１の内側面に対向する各々の補強板（７，８）の下面も翼根部３１の内側面に応じた湾曲形状（例えば円弧形状）を有していてもよい。
上記構成によれば、補強板（７，８）が翼根部３１の内側面とは無関係な形状を有する場合とは異なり、翼根部３１の内側面と補強板（７，８）との間に形成される隙間の大きさを略均一にすることができる。これにより、接着剤１１を用いて翼根部３１の内側面に補強板（７，８）を取り付ける場合、補強板（７，８）の接着強度を向上させることができる。

幾つかの実施形態では、風車１における風車翼３には、円筒状の翼根部３１の変形（楕円化）を抑制するために、円環状の翼根プレート９（仕切プレート）が翼根部３１の内周に沿って固定（例えば嵌め込み固定）される。翼根プレート９は、背側補強板７、腹側補強板８を設ける前に既に設置されている場合がある。そのため、後から、背側補強板７、腹側補強板８を取り付ける場合には、翼根プレート９との干渉のために、翼長方向における撓み変動に対する各補強板（７，８）の高い補強効果を享受するために必要な長さの補強板（７，８）を設置できないという事態が起こり得る。
そこで、幾つかの実施形態では、翼根プレート９に開口部９１，９２を設け、各補強板（７，８）に対応する開口部（９１，９２）を通過するように補強板（７，８）を配置する。この場合、開口部９１、９２は、背側補強板７、腹側補強板８を貫通させることができる程度の大きさを有しておればよい。
なお、翼根プレート９に設けた開口部９１、９２は、背側補強板７、腹側補強板８を取り付けた後に、蓋板９４によって塞いでもよい。開口部９１、９２は、例えば、開口部９１、９２より大きい（広い）一対の蓋板９４で翼根プレート９の両側から挟み込み、開口部９１、９２を塞ぐようにしてもよい。図４（ｂ）に示す例示的な実施形態では、翼長方向において翼根プレート９の両側において翼根プレート９に対して隣接して設けられた一対の蓋板９４によって、翼根プレート９の開口部９２が塞がれている。このように、蓋板９４を用いて開口部９１、９２を塞ぐことにより、翼根プレート９の強度を維持することができる。
なお、蓋板９４は、不図示の接着剤により翼根プレート９及び補強板（７，８）に固定されてもよい。

また、図６、図７に示すように、腹側補強板８には、幅方向の中心位置に長手方向に沿って複数の接着剤注入用の貫通孔４０が設けられている。なお、背側補強板７にも同様の貫通孔４０が設けられている。
この貫通孔４０を介して接着剤１１を注入することにより、背側補強板７、腹側補強板８の接着面、即ち、翼根部３１の内側面との空間（接合領域）に接着剤１１を適切に充填することができ、接着強度の信頼性を向上させることができる。
なお、図６に示すように、補強板（７，８）には、補強板（７，８）の長尺方向において複数の貫通孔４０が設けられていてもよい（図６に示す例では翼長方向に沿って複数の貫通孔４０が配列されている）。これにより、補強板（７，８）の下面と翼根部３１の内側面との間の隙間に接着剤１１を適切に充填することができる。

図６、図７に示すように、腹側補強板８は、例えば断面楔形状を有するスペーサ５０を介して翼根部３１の内側面に設けられる。スペーサ５０は、各腹側補強板８に対して複数個配置されている。幾つかの実施形態では、各補強板（腹側補強板８）の長尺方向における複数の位置において、それぞれ、翼根部３１の周方向における各補強板（腹側補強板８）の両側を下方から支持するように複数対のスペーサ５０を配置してもよい。図７に示す例示的な実施形態では、各々の補強板（腹側補強板８）の長尺方向の両端部にそれぞれ一対のスペーサ５０（合計４個のスペーサ５０）が設けられ、該一対のスペーサ５０は翼根部３１の周方向における各補強板（腹側補強板８）の両側を下方から支持している。
なお、背側補強板７も同様のスペーサ５０を介して翼根部３１の内側面に設けられている。
このように、スペーサ５０を設けることにより、背側補強板７、腹側補強板８を翼根部３１に接着するための接着剤１１を注入する空間を適切に設けることができる。また、翼根部３１の内側面の凹凸の影響を受けて背側補強板７、腹側補強板８が傾くことを抑制することができる。

図６、図７に示すように、腹側補強板８には、その周囲に接着剤１０が断面テーパ状に盛られている。このように、接着剤１０を設けることにより、応力が集中することを回避できるため、接着強度をさらに向上させることができる。なお、接着剤１０は、上述の接着剤１１と同一組成のものを使用してもよい。
また、各腹側補強板８の周囲には、接着剤１０が塗布されていない少なくとも一つの接着剤出口２０が設けられている。この場合、接着剤出口２０が、翼根部３１の周方向における各補強板（腹側補強板８）の両側に設けられていてもよい。ここでは、腹側補強板８の長手方向の中央部近傍に２個の接着剤出口２０が設けられているが、接着剤出口２０の個数や位置についてはこの例に限定されるものではない。なお、背側補強板７についても同様に、接着剤１０及び接着剤出口２０が設けられている。
このように、背側補強板７、腹側補強板８の周囲に接着剤１０を設けることにより、背側補強板７、腹側補強板８と、翼根部３１の内側面との間に接着剤１１を注入する空間を確実に形成することができるとともに、当該空間への接着剤１１の充填を確実に行うことができる。

なお、背側補強板７、腹側補強板８は、例えばＧＦＲＰやＣＦＲＰなどの繊維強化樹脂を積層して形成されており、風車翼３と同様に、長手方向の曲げ強度を保持するように強化繊維が配置されている。補強板（７，８）は、例えば、強化繊維が長手方向に沿って一方向に並んだＵＤ（Ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）材であってもよい。この場合、補強板（７，８）は、ＵＤ材の強化繊維の延在方向が風車翼３の翼長方向に沿うように配向され、翼根部３１の内側面に取り付けられる。
また、２枚の背側補強板７及び２枚の腹側補強板８を設けているが、補強板を複数に分割する理由は、例えば、作業員の作業効率を考慮したためである。例えば、１枚の補強板の重量を２０ｋｇ程度とすることにより、補強板を作業員が手で持って運ぶことが可能となる。

幾つかの実施形態では、図８に示すように、背側外皮３３とその延長上の翼根部３１の領域からなる背側半割れセクション３１ａと、腹側外皮３５とその延長上の翼根部３１の領域からなる腹側半割れセクション３１ｂとを接着剤を介して貼り合わせることによって風車翼３が構成されている。
このように構成される風車翼３において、背側補強板７は、背側半割れセクション３１ａの断面において、背側半割れセクション３１ａがなす円弧の中央近傍に設けられることが望ましい。
特に、背側補強板７は、背側半割れセクション３１ａの周方向における円弧の中央の角度位置をθ_０［°］としたとき、θ_０−５０≦θ≦θ_０＋５０の角度範囲内に設けられることが望ましい。
また、同様に、腹側補強板８も腹側半割れセクション３１ｂの断面において、腹側半割れセクション３１ｂがなす円弧の中央近傍に設けられることが望ましく、特に、腹側補強板８は、腹側半割れセクション３１ｂの周方向における円弧の中央の角度位置をθ_０［°］としたとき、θ_０−５０≦θ≦θ_０＋５０の角度範囲内に設けられることが望ましい。

次に、上記構成の補強板（７，８）の風車翼３への取付け方法について説明する。
まず、腹側補強板８を翼根部３１に取り付ける場合について説明する。
風車１の風車ロータ５を回転させ、複数の風車翼３のうち補強対象となる風車翼３（腹側補強板８が取付けられる風車翼３）をアジマス角９０°の位置で停止させ、風車ロータ５をロックする。この時、風車翼３のピッチ角をフルフェザーピッチ角へ移動させる。

ここでは、補強対象の風車翼３をアジマス角９０°の位置で停止させる場合について説明するが、補強対象の風車翼３を停止させるアジマス角はこれに限定されるものではない。例えば、補強対象となる風車翼３が６０°以上１２０°以下の第１アジマス角範囲内に位置するように風車ロータを停止させるようにしてもよい。
なお、アジマス角とは、風車翼３の回転面において、所定の基準と風車翼３の軸線とのなす角をいい、本明細書においては、風車翼３が最上部に位置したときを基準とする。この場合、風車翼３が風車１の最上部に位置したときのアジマス角は０°、最下部に位置したときのアジマス角は１８０°である。アジマス角は、アップウィンド型の風車１の風車ロータ５と正対した位置から見て、時計回りで角度を定義する。

また、フルフェザーピッチ角とは、風向に対して平行となるピッチ角度を示す。ここで、ピッチ角をフルフェザーピッチ角とすることは、風車翼３の前縁３６と後縁３７を結ぶ線が略水平となることを意味する。
このような位置に風車翼３を設定することにより、水平方向に位置する風車翼３の内部において、腹側補強板８の設置位置が天井方向ではなく床方向に設けられるため、作業を効率よく安全に行うことができる。風車翼３内での作業をより安全に行うことができる。

一方、背側補強板７を翼根部３１に取り付ける場合には、風車１の風車ロータ５を回転させ、背側補強板７を取り付ける補強対象となる風車翼３をアジマス角２７０°の位置で停止させ、風車ロータ５をロックする。この時、補強対象の風車翼３のピッチ角をフルフェザーピッチ角へ移動させておく。
ここでは、補強対象の風車翼３をアジマス角２７０°の位置で停止させる場合について説明するが、補強対象の風車翼３を停止させるアジマス角はこれに限定されるものではない。例えば、補強対象となる風車翼３が２４０°以上３００°以下の第２アジマス角範囲内に位置するように風車ロータを停止させるようにしてもよい。
このような位置に風車翼３を設定することにより、水平方向に位置する風車翼３の内部において、背側補強板７の設置位置が天井方向ではなく床方向に設けられるため、作業を効率よく安全に行うことができる。

風車翼３を腹側補強板８の設置作業に適する位置に設定した後、翼根プレート（仕切りプレート）９に腹側補強板８を貫通させるための開口部９２を設ける。
背側補強板７を翼根部３１に取り付ける場合には、翼根プレート９に背側補強板７を貫通させるための開口部９１を設ける。

その後、腹側補強板８を所定の設置位置に配置する。この時、上述したスペーサ５０を介して腹側補強板８を翼根部３１の内側面上に配置する。スペーサ５０は、腹側補強板８と翼根部３１との間に接着剤１１を注入する隙間（空間）を形成する。
背側補強板７を翼根部３１に取り付ける場合も同様に、スペーサ５０を介して所定の設置位置に背側補強板７を配置する。

腹側補強板８を配置した後、図６、図７に示すように、腹側補強板８の周囲に接着剤１０を断面テーパ状に盛る。なお、腹側補強板８の周囲には、接着剤１０を塗布しない部分、即ち、複数箇所（図６に示す例では各腹側補強板８につき２箇所）の接着剤出口２０を設ける。
背側補強板７を翼根部３１に取り付ける場合も同様に、背側補強板７の周囲に接着剤１０を断面テーパ状に盛り、背側補強板７の周囲にも接着剤１０を塗布しない部分、即ち、複数箇所（図６に示す例では各背側補強板７につき２箇所）の接着剤出口２０を設ける。

腹側補強板８の周囲に接着剤１０を塗布した後、翼根部３１の内側面と腹側補強板８との間の空間に貫通孔４０から接着剤１１、即ち、接着用の樹脂を注入する。ここでは、接着剤出口２０から注入した接着剤１１が溢れ出る程度まで接着剤１１を注入する。接着剤出口２０を設けることにより、接着剤１１の注入状態を確認することができ、適量の接着剤１１を注入することが容易にできる。
背側補強板７を翼根部３１に取り付ける場合も同様に、背側補強板７の周囲に接着剤１０を塗布した後、翼根部３１の内側面と背側補強板７との間の空間に貫通孔４０から接着剤（接着用の樹脂）１１を注入する。

腹側補強板８を接着固定した後、翼根プレート９の開口部９２を塞ぐ。翼根プレート９の開口部９２は、例えば、開口部９２より大きい（広い）２枚の繊維強化樹脂板や金属板で、翼根プレート９の両側面から開口部９２を挟み込むように塞ぐ。
背側補強板７を接着固定した後も同様に、翼根プレート９の開口部９１を塞ぐ。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

また、本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本発明において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

１ 風車
２ ハブ
３ 風車翼
４ ナセル
５ 風車ロータ
６ タワー
７ 背側補強板
８ 腹側補強板
９ 翼根プレート
１０ 接着剤
１１ 接着剤
２０ 接着剤出口
３１ 翼根部
３１ａ 背側半割れセクション
３１ｂ 腹側半割れセクション
３２ 背側
３３ 背側外皮
３４ 腹側
３５ 腹側外皮
３６ 前縁
３７ 後縁
３８ 締結具用穴
４０ 貫通孔
５０ スペーサ
９１ 開口部
９２ 開口部
９４ 蓋板

Claims (15)

1. 風車ロータのハブとの締結に用いられる締結具用穴が設けられた円筒状の翼根部を有し、前記翼根部から翼長方向に沿って延在する中空の翼本体と、
   前記翼根部の内側面に接するように設けられ、前記翼長方向に沿った寸法が前記翼根部の周方向に沿った寸法より大きい長尺部材により形成される補強板と、
   を備え、
   前記補強板は、前記翼根部の前記内側面のうち、前記締結具用穴よりも翼先端側の領域のみに面して設けられた
   ことを特徴とする風車翼。
2. 前記補強板は、前記翼根部の腹側、及び、背側の少なくとも一方に設けられることを特徴とする請求項１に記載の風車翼。
3. 前記翼本体は、積層された複数層の繊維強化樹脂を含み、
   前記補強板は、少なくとも、前記翼根部のうち前記繊維強化樹脂の積層厚が変化する領域に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の風車翼。
4. 前記補強板は、前記翼根部の前記内側面と前記補強板との間の空間に接着剤を注入するための貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の風車翼。
5. 前記補強板は、前記翼根部の前記内側面に沿った形状を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の風車翼。
6. 前記補強板は、前記翼根部の前記内側面に接着剤にて取り付けられ、
   前記補強板の周囲に断面テーパ状に前記接着剤が設けられることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の風車翼。
7. 前記翼本体は、
   背側の半割れセクションと、
   前記背側の半割れセクションと接合される腹側の半割れセクションと
   を含み、
   前記補強板は、前記翼根部の断面において、前記背側又は前記腹側の少なくとも一方の前記半割れセクションがなす円弧の中央近傍に設けられることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の風車翼。
8. 前記補強板は、前記翼根部の周方向における前記円弧の前記中央の角度位置をθ_０［°］としたとき、θ_０−５０≦θ≦θ_０＋５０の角度範囲内に設けられることを特徴とする請求項７に記載の風車翼。
9. 円筒状の翼根部を有し、前記翼根部から翼長方向に沿って延在する中空の翼本体と、
   前記翼根部の内側面に接するように設けられ、前記翼長方向に沿った寸法が前記翼根部の周方向に沿った寸法より大きい長尺部材により形成される補強板と、
   を備え、
   前記翼根部に設けられ、前記翼本体の内部空間を根元領域と先端領域とに分ける仕切プレートを備え、
   前記仕切プレートは、前記補強板を貫通させる開口部を有することを特徴とする風車翼。
10. 前記開口部を塞ぐように、前記翼長方向において前記仕切プレートに対して隣接して設けられた蓋板をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の風車翼。
11. 翼根から翼長方向に沿って延在する中空の翼本体の翼根部の内側に、前記翼長方向に沿った寸法が前記翼根部の周方向に沿った寸法よりも大きくなるように長尺部材により形成される補強板を配置する配置工程と、
    配置された前記補強板を前記翼根部の内側面に接着固定する接着工程と
    を備え、
    前記補強板は、前記翼根部の前記内側面のうち、風車ロータのハブに締結するために前記翼根部に設けられた締結具用穴よりも翼先端側の領域のみに面するように配置される
    風車翼の補強方法。
12. 前記配置工程では、スペーサを介して前記翼根部の前記内側面上に前記補強板を配置し、
    前記接着工程は、前記スペーサによって形成された前記補強板と前記翼根部の前記内側面との間の空間に接着剤を注入することを特徴とする請求項１１に記載の風車翼の補強方法。
13. 前記補強板は、接着剤を注入する貫通孔を含み、
    前記接着工程は、前記補強板の周囲に接着剤を設ける工程と、前記貫通孔から接着剤を注入する工程とを含むことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の風車翼の補強方法。
14. 翼根から翼長方向に沿って延在する中空の翼本体の翼根部の内側に、前記翼長方向に沿った寸法が前記翼根部の周方向に沿った寸法よりも大きくなるように長尺部材により形成される補強板を配置する配置工程と、
    配置された前記補強板を前記翼根部の内側面に接着固定する接着工程と、
    補強対象となる風車翼が６０度以上１２０度以下の第１アジマス角範囲内、又は、２４０度以上３００度以下の第２アジマス角範囲内に位置するように風車ロータを停止させる停止工程と、を備え、
    前記停止工程の後、前記配置工程を行うことを特徴とする風車翼の補強方法。
15. 前記停止工程では、補強対象となる前記風車翼のピッチ角をフェザー側に移行させ、
    前記配置工程では、前記補強板を前記翼根部の腹側、又は、背側の少なくとも一方に取り付けることを特徴とする請求項１４に記載の風車翼の補強方法。

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