JP7388630B2 - Reinforced resin pipe, method for manufacturing reinforced resin pipe, Magnus type thrust generator, wind power generator, hydraulic power generator, and tidal power generator - Google Patents

Reinforced resin pipe, method for manufacturing reinforced resin pipe, Magnus type thrust generator, wind power generator, hydraulic power generator, and tidal power generator Download PDF

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Description

本発明は、強化樹脂管、前記強化樹脂管の製造方法、円筒翼として前記強化樹脂管を備えるマグナス式推力発生装置、並びに、前記マグナス式推力発生装置を用いた風力発電機、水力発電機、及び、潮力発電機に関する。 The present invention provides a reinforced resin pipe, a method for manufacturing the reinforced resin pipe, a Magnus type thrust generator equipped with the reinforced resin pipe as a cylindrical blade, a wind power generator, a hydraulic power generator using the Magnus type thrust generator, and related to tidal power generators.

近年、強化樹脂管は、軽量で施工性が高いことから、例えば、下水管のように、直径が数メートルを超える大径の流体輸送管や、建物、風車等の構造体に使用する需要が増加している。 In recent years, reinforced resin pipes have been in demand for use in large-diameter fluid transport pipes with diameters exceeding several meters, such as sewer pipes, and structures such as buildings and wind turbines, as they are lightweight and easy to construct. It has increased.

例えば、特許文献1には、強化繊維の向きが管の軸方向に平行となるように、強化繊維を含む織布をヘリカル状に巻回することにより、管状に成形された強化プラスチック管が開示されている。この強化プラスチック管では、強化繊維が管の軸方向に平行に配置されているため、管の軸方向の引っ張り強度を向上することができる。 For example, Patent Document 1 discloses a reinforced plastic tube formed into a tubular shape by winding a woven fabric containing reinforcing fibers in a helical shape so that the direction of the reinforcing fibers is parallel to the axial direction of the tube. has been done. In this reinforced plastic tube, since the reinforcing fibers are arranged parallel to the axial direction of the tube, the tensile strength in the axial direction of the tube can be improved.

特開2007-136997号公報Japanese Patent Application Publication No. 2007-136997

しかし、特許文献1に開示された強化プラスチック管は、薄肉の管であるため、管の軸方向に対して曲げ荷重や圧縮荷重を受けたときに座屈変形しやすい。 However, since the reinforced plastic tube disclosed in Patent Document 1 is a thin-walled tube, it is susceptible to buckling deformation when subjected to a bending load or a compressive load in the axial direction of the tube.

座屈変形を防止するための手法として、繊維強化樹脂の内層と外層との間に軽量なコア材を挿入したサンドイッチ構造を採用することが知られている。そのため、特許文献1に開示された強化プラスチック管に、サンドイッチ構造を採用することが考えられる。この場合、強化プラスチック管の製造において、例えば、コア材をヘリカル状に巻回すると、コア材が曲げ変形を受けるため、本来の圧縮強度を発揮できない。また、強化プラスチック管の製造に使用できるコア材は、ヘリカル状に巻回できるような薄いものに限定されるため、十分な強度を確保することが困難である。 As a method for preventing buckling deformation, it is known to employ a sandwich structure in which a lightweight core material is inserted between an inner layer and an outer layer of fiber-reinforced resin. Therefore, it is conceivable to adopt a sandwich structure to the reinforced plastic tube disclosed in Patent Document 1. In this case, when manufacturing a reinforced plastic tube, for example, if the core material is wound helically, the core material undergoes bending deformation and cannot exhibit its original compressive strength. Furthermore, the core material that can be used to manufacture reinforced plastic tubes is limited to those thin enough to be wound helically, making it difficult to ensure sufficient strength.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、製造が容易であって、座屈変形に対する強度を向上することができる強化樹脂管、前記強化樹脂管の製造方法、円筒翼として前記強化樹脂管を備えるマグナス式推力発生装置、並びに、前記マグナス式推力発生装置を用いた風力発電機、水力発電機、及び、潮力発電機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a reinforced resin tube that is easy to manufacture and can improve strength against buckling deformation, a method for manufacturing the reinforced resin tube, and a cylindrical blade. It is an object of the present invention to provide a Magnus-type thrust generator including the reinforced resin pipe, and a wind power generator, a hydraulic power generator, and a tidal power generator using the Magnus-type thrust generator.

本発明は、上記のような問題を解決するものであって、本発明の一実施形態に係る強化樹脂管は、
管状に形成された第1の繊維強化樹脂からなる内層と、
各々がタイル状に形成され、前記内層の外周面に沿って並べられて配置された複数のコア材と、
前記複数のコア材を覆うように形成された第2の繊維強化樹脂からなる外層とを備える、ことを特徴とする。
The present invention solves the above problems, and a reinforced resin pipe according to an embodiment of the present invention has
an inner layer made of a first fiber-reinforced resin formed into a tubular shape;
a plurality of core materials each formed in the shape of a tile and arranged side by side along the outer peripheral surface of the inner layer;
and an outer layer made of a second fiber-reinforced resin formed so as to cover the plurality of core materials.

また、上記強化樹脂管において、
前記複数のコア材は、
前記管の周方向に対して千鳥状に並べられて配置された、ことを特徴とする。
In addition, in the above reinforced resin pipe,
The plurality of core materials are
The tubes are characterized in that they are arranged in a staggered manner in the circumferential direction of the tube.

また、上記強化樹脂管において、
前記複数のコア材の各々は、
前記内層の外周面に倣う凹状曲面と、
前記外層の内周面に倣う凸状曲面とを有する、ことを特徴とする。
In addition, in the above reinforced resin pipe,
Each of the plurality of core materials is
a concave curved surface that follows the outer peripheral surface of the inner layer;
It is characterized by having a convex curved surface that follows the inner circumferential surface of the outer layer.

また、上記強化樹脂管において、
前記複数のコア材の各々は、
方向によって剛性が異なる異方性材料で構成されており、前記管の径方向と一致する方向の剛性が他の方向の剛性よりも高くなるように配置された、ことを特徴とする。
In addition, in the above reinforced resin pipe,
Each of the plurality of core materials is
It is characterized in that it is made of an anisotropic material whose stiffness varies depending on the direction, and is arranged so that the stiffness in a direction that coincides with the radial direction of the tube is higher than the stiffness in other directions.

また、上記強化樹脂管において、
前記複数のコア材の各々は、
前記管の径方向に沿って貫通する空隙部を形成するハニカム状の壁部を備える、ことを特徴とする。
In addition, in the above reinforced resin pipe,
Each of the plurality of core materials is
The pipe is characterized in that it includes a honeycomb-shaped wall portion that forms a cavity that penetrates the tube in the radial direction.

また、本発明の一実施形態に係る強化樹脂管の製造方法は、
芯材の外周面に第1の強化繊維をヘリカル状に巻回するとともに、前記第1の強化繊維に第1の樹脂を含浸させて、内層を形成する内層形成工程と、
前記内層の外周面に沿って、各々がタイル状に形成された複数のコア材を並べて配置するコア材配置工程と、
前記複数のコア材を覆うように、第2の強化繊維をヘリカル状に巻回するとともに、前記第2の強化繊維に第2の樹脂を含浸させて、外層を形成する外層形成工程と、
前記第1の樹脂及び前記第2の樹脂を硬化又は固化させる成形工程とを含む、ことを特徴とする。
Furthermore, the method for manufacturing a reinforced resin pipe according to an embodiment of the present invention includes:
an inner layer forming step of forming an inner layer by helically winding a first reinforcing fiber around the outer peripheral surface of the core material and impregnating the first reinforcing fiber with a first resin;
a core material arrangement step of arranging a plurality of core materials, each formed in a tile shape, side by side along the outer peripheral surface of the inner layer;
an outer layer forming step of forming an outer layer by winding a second reinforcing fiber in a helical shape so as to cover the plurality of core materials, and impregnating the second reinforcing fiber with a second resin;
The method is characterized by including a molding step of curing or solidifying the first resin and the second resin.

また、上記強化樹脂管の製造方法において、
前記コア材配置工程は、
前記内層の外周面に対して、前記複数のコア材が仮止めされたテープ部材を順次送り出すことにより、前記複数のコア材を並べて配置する、ことを特徴とする。
Furthermore, in the method for manufacturing the reinforced resin pipe,
The core material placement step includes:
The present invention is characterized in that the plurality of core materials are arranged side by side by sequentially sending out tape members to which the plurality of core materials are temporarily fixed to the outer peripheral surface of the inner layer.

また、本発明の一実施形態に係るマグナス式推力発生装置は、
流体中で回転することによりマグナス力を発生する円筒翼として、上記強化樹脂管を備える、ことを特徴とする。
Furthermore, the Magnus type thrust generator according to an embodiment of the present invention includes:
It is characterized in that the reinforced resin tube described above is provided as a cylindrical blade that generates a Magnus force by rotating in a fluid.

また、本発明の一実施形態に係る風力発電機、水力発電機又は潮力発電機は、上記マグナス式推力発生装置を用いる、ことを特徴とする。 Further, a wind power generator, a hydraulic power generator, or a tidal power generator according to an embodiment of the present invention is characterized in that the Magnus-type thrust generator described above is used.

本発明の一実施形態に係る強化樹脂管によれば、内層と外層との間のコア層として、タイル状に形成された複数のコア材が、内層の外周面に沿って並べられて配置される。そのため、所定の厚さを有する複数のコア材が、曲げ変形を受けることなく、内層と外層との間に配置されて、サンドイッチ構造を実現するので、座屈変形に対する強度を向上することができる。また、コア層は、複数のコア材が内層の外周面に沿って並べられて配置されることにより形成されるので、強化樹脂管を容易に製造することができる。 According to the reinforced resin pipe according to one embodiment of the present invention, a plurality of core materials formed in a tile shape are arranged in line along the outer peripheral surface of the inner layer as the core layer between the inner layer and the outer layer. Ru. Therefore, a plurality of core materials having a predetermined thickness are arranged between the inner layer and the outer layer without undergoing bending deformation to realize a sandwich structure, thereby improving the strength against buckling deformation. . Moreover, since the core layer is formed by arranging a plurality of core materials in line along the outer peripheral surface of the inner layer, the reinforced resin pipe can be easily manufactured.

本発明の第1の実施形態に係る強化樹脂管1Aを示す正面図である。FIG. 1 is a front view showing a reinforced resin pipe 1A according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る強化樹脂管1Aを示すA-A線断面図である。1 is a cross-sectional view taken along line AA, showing a reinforced resin pipe 1A according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係るコア材30Aを示し、(a)は斜視図、(b)は側面図である。A core material 30A according to a first embodiment of the present invention is shown, with (a) being a perspective view and (b) being a side view. 本発明の第1の実施形態に係る強化樹脂管1Aの製造方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of 1 A of reinforced resin pipes based on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る強化樹脂管1Bを示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing a reinforced resin pipe 1B according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係るコア材30Bを示し、(a)は斜視図、(b)は側面図である。A core material 30B according to a second embodiment of the present invention is shown, with (a) being a perspective view and (b) being a side view. 本発明の第3の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機10を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a vertical axis Magnus type wind power generator 10 according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機10の概略構成を示す正面図である。FIG. 3 is a front view showing a schematic configuration of a vertical axis Magnus type wind power generator 10 according to a third embodiment of the present invention.

以下に本発明の具体的な実施形態について図面を参照しつつ説明する。 Specific embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る強化樹脂管1Aを示す正面図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係る強化樹脂管1Aを示すA-A線断面図である。図3は、本発明の第1の実施形態に係るコア材30Aを示し、(a)は斜視図、(b)は側面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a front view showing a reinforced resin pipe 1A according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA, showing the reinforced resin pipe 1A according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 shows a core material 30A according to the first embodiment of the present invention, in which (a) is a perspective view and (b) is a side view.

強化樹脂管1Aは、内層2と外層4との間にコア層3が配置されたサンドイッチ構造を有する繊維強化樹脂製の管である。強化樹脂管1Aは、例えば、下水管のように、直径が数メートルを超える大径の流体輸送管や、建物、トンネル、橋、風車等の構造体として用いられる。 The reinforced resin tube 1A is a fiber reinforced resin tube having a sandwich structure in which a core layer 3 is disposed between an inner layer 2 and an outer layer 4. The reinforced resin pipe 1A is used, for example, as a large-diameter fluid transport pipe with a diameter exceeding several meters, such as a sewer pipe, or as a structure such as a building, a tunnel, a bridge, or a windmill.

内層2は、第1の繊維強化樹脂からなり、管状に形成されている。第1の繊維強化樹脂は、第1の強化繊維に含侵させた第1の樹脂を硬化又は固化させたものである。 The inner layer 2 is made of a first fiber-reinforced resin and is formed into a tubular shape. The first fiber-reinforced resin is obtained by curing or solidifying the first resin impregnated into the first reinforcing fibers.

コア層3は、複数のコア材30Aからなる。複数のコア材30Aの各々は、タイル状に形成されており、複数のコア材30Aが、所定の割付パターンにより、内層2の外周面に沿って並べられて配置されることにより、コア層3を形成する。 The core layer 3 consists of a plurality of core materials 30A. Each of the plurality of core materials 30A is formed in a tile shape, and by arranging the plurality of core materials 30A along the outer peripheral surface of the inner layer 2 according to a predetermined layout pattern, the core layer 3 form.

コア材30Aは、図3に示すように、長さL、幅W、厚さTの外形寸法を有し、全体が緩やかに湾曲した板状の部材である。コア材30Aは、内層2の外周面に倣う凹状曲面300と、外層4の内周面に倣う凸状曲面301と、強化樹脂管1Aの軸方向D1に配置される第1の側面302と、強化樹脂管1Aの周方向D2に配置される第2の側面303とを有する。コア材30Aの厚さTは、コア層3の厚さに相当する。 As shown in FIG. 3, the core material 30A is a plate-shaped member that has external dimensions of length L, width W, and thickness T, and is gently curved as a whole. The core material 30A includes a concave curved surface 300 that follows the outer peripheral surface of the inner layer 2, a convex curved surface 301 that follows the inner peripheral surface of the outer layer 4, and a first side surface 302 that is arranged in the axial direction D1 of the reinforced resin pipe 1A. It has a second side surface 303 arranged in the circumferential direction D2 of the reinforced resin pipe 1A. The thickness T of the core material 30A corresponds to the thickness of the core layer 3.

コア材30Aは、内層2の外周面に沿って並べられて配置されたときに、凹状曲面300と内層2との間に隙間が生じないようにするため、凹状曲面300の曲率は、内層2の外周面の曲率に合わせて設定されている。また、凸状曲面301と外層4との間に隙間が生じないようにするため、凸状曲面301の曲率は、外層4の内周面の曲率に合わせて設定されている。 In order to prevent a gap from forming between the concave curved surface 300 and the inner layer 2 when the core materials 30A are arranged side by side along the outer circumferential surface of the inner layer 2, the curvature of the concave curved surface 300 is equal to that of the inner layer 2. It is set according to the curvature of the outer peripheral surface of. Further, in order to prevent a gap from occurring between the convex curved surface 301 and the outer layer 4, the curvature of the convex curved surface 301 is set to match the curvature of the inner circumferential surface of the outer layer 4.

コア材30Aの材料としては、異方性材料又は等方性材料が用いられる。異方性材料としては、例えば、バルサ材等の木材が用いられる。等方性材料としては、例えば、ポリウレタン等の発泡体等が用いられる。 As the material of the core material 30A, an anisotropic material or an isotropic material is used. As the anisotropic material, for example, wood such as balsa wood is used. As the isotropic material, for example, a foam such as polyurethane is used.

異方性材料は、方向によって剛性が異なる材料であり、強化樹脂管1Aの径方向D3と一致する方向の剛性が他の方向(軸方向D1や周方向D2)の剛性よりも高くなるように配置される。異方性材料として、例えば、バルサ材が用いられる場合には、バルサ材に含まれる木材の繊維が、補強繊維として機能するため、木材の繊維に沿った補強繊維方向304の剛性が高くなる。そのため、バルサ材の補強繊維方向304は、図3(b)に示すように、強化樹脂管1Aの径方向D3に配向されており、凹状曲面300及び凸状曲面301は、木口面となる。したがって、コア材30Aは、強化樹脂管1Aの径方向D3に対して応力ひずみ特性が高くなるように配置される。 The anisotropic material is a material whose rigidity differs depending on the direction, and the rigidity in the direction that coincides with the radial direction D3 of the reinforced resin pipe 1A is higher than the rigidity in other directions (axial direction D1 and circumferential direction D2). Placed. For example, when balsa wood is used as the anisotropic material, the wood fibers contained in the balsa wood function as reinforcing fibers, so that the stiffness in the reinforcing fiber direction 304 along the wood fibers becomes high. Therefore, the reinforcing fiber direction 304 of the balsa wood is oriented in the radial direction D3 of the reinforced resin pipe 1A, as shown in FIG. 3(b), and the concave curved surface 300 and the convex curved surface 301 become end surfaces. Therefore, the core material 30A is arranged so that the stress strain characteristics are high in the radial direction D3 of the reinforced resin tube 1A.

複数のコア材30Aは、割付パターンの一例として、図1に示すように、強化樹脂管1Aの周方向D2に対して千鳥状に並べられて配置される。これは、タイルの割付方法としては、破れ目地と呼ばれるものであり、隣接するコア材30Aの側面の間を目地としたとき、第2の側面303の間に存在する軸方向D1の目地31は連続しているが、第1の側面302の間に存在する周方向D2の目地32は連続しないように配置される。 The plurality of core materials 30A are arranged in a staggered manner in the circumferential direction D2 of the reinforced resin pipe 1A, as shown in FIG. 1 as an example of a layout pattern. This is called a broken joint in the tile layout method, and when the joints are between the side surfaces of the adjacent core materials 30A, the joints 31 in the axial direction D1 that exist between the second side surfaces 303 are Although continuous, the joints 32 in the circumferential direction D2 existing between the first side surfaces 302 are arranged so as not to be continuous.

なお、コア材30Aは、強化樹脂管1Aの直径に対して幅Wが十分に小さい場合には、湾曲していない平面状の平板でもよい。また、コア材30Aは、内層2の外周面に沿って並べられたときに隙間なく配置されるものであればよく、コア材30Aの形状を適宜変更してもよいし、コア材30Aの割付パターンを適宜変更してもよい。コア材30Aの形状を変更する場合には、形状が異なるものを組み合わせてもよい。コア材30Aの割付パターンの例としては、上記破れ目地の他に、例えば、通し目地、四半目地、網代張り等が挙げられる。 Note that the core material 30A may be a non-curved planar plate if the width W is sufficiently small relative to the diameter of the reinforced resin tube 1A. Further, the core material 30A may be arranged without gaps when arranged along the outer circumferential surface of the inner layer 2, the shape of the core material 30A may be changed as appropriate, and the layout of the core material 30A may be The pattern may be changed as appropriate. When changing the shape of the core material 30A, materials with different shapes may be combined. Examples of the layout pattern of the core material 30A include, in addition to the above-mentioned broken joints, through joints, quarter joints, wickerwork, and the like.

外層4は、第2の繊維強化樹脂からなり、複数のコア材30Aを覆うように形成されている。第2の繊維強化樹脂は、第2の強化繊維に含侵させた第2の樹脂を硬化又は固化させたものである。なお、外層4の外周面には、凹凸、線状、突起状等の模様が付加されていてもよいし、劣化や損傷を防止するための表面処理が施されていてもよい。 The outer layer 4 is made of a second fiber-reinforced resin and is formed to cover the plurality of core materials 30A. The second fiber-reinforced resin is obtained by curing or solidifying a second resin impregnated into second reinforcing fibers. Note that the outer circumferential surface of the outer layer 4 may be provided with patterns such as unevenness, lines, protrusions, etc., or may be subjected to surface treatment to prevent deterioration and damage.

第1の強化繊維及び第2の強化繊維としては、例えば、カーボン繊維、ガラス繊維、合成樹脂繊維、金属繊維等が用いられる。第1の強化繊維及び第2の強化繊維は、任意の一方向又は複数方向を向くように配向される。なお、第1の強化繊維及び第2の強化繊維は、同じ材料でもよいし、異なる材料でもよい。 As the first reinforcing fibers and the second reinforcing fibers, for example, carbon fibers, glass fibers, synthetic resin fibers, metal fibers, etc. are used. The first reinforcing fibers and the second reinforcing fibers are oriented in one or more arbitrary directions. Note that the first reinforcing fibers and the second reinforcing fibers may be made of the same material or may be made of different materials.

第1の樹脂及び第2の樹脂は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂である。熱硬化性樹脂の場合には、所定の温度に加熱されることで硬化し、内層2及び外層4に成形される。熱可塑性樹脂の場合には、所定の温度に加熱されて軟化し、その後冷却されることで固化し、内層2及び外層4に成形される。なお、第1の樹脂及び第2の樹脂は、同じ材料でもよいし、異なる材料でもよい。また、第1の樹脂及び第2の樹脂の硬化又は固化は、加熱の他に、所定の波長を有する光を放射する方法等、任意の方法を採用することができる。 The first resin and the second resin are thermosetting resins or thermoplastic resins. In the case of a thermosetting resin, it is cured by being heated to a predetermined temperature and molded into the inner layer 2 and outer layer 4. In the case of thermoplastic resin, it is heated to a predetermined temperature to soften, then cooled and solidified, and is molded into the inner layer 2 and outer layer 4. Note that the first resin and the second resin may be the same material or may be different materials. Further, for curing or solidifying the first resin and the second resin, any method other than heating can be used, such as a method of emitting light having a predetermined wavelength.

熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂等が用いられる。 As the thermosetting resin, for example, epoxy resin, unsaturated polyester resin, phenol resin, vinyl ester resin, etc. are used.

熱可塑性樹脂としては、例えば、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、ABS樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が用いられる。 As the thermoplastic resin, for example, nylon resin, polyester resin, ABS resin, acrylic resin, polyethylene resin, polystyrene resin, polyamide resin, polypropylene resin, polyvinyl chloride resin, polycarbonate resin, etc. are used.

(強化樹脂管1Aの製造方法)
図4は、本発明の第1の実施形態に係る強化樹脂管1Aの製造方法を示す図である。
(Method for manufacturing reinforced resin pipe 1A)
FIG. 4 is a diagram showing a method for manufacturing the reinforced resin pipe 1A according to the first embodiment of the present invention.

本実施形態では、円筒状のマンドレル50を備える製造装置5を用いて、強化樹脂管1Aを製造する場合について説明する。マンドレル50は、回転軸Oを中心に回転可能な状態で、水平方向に延出するように装置本体(不図示)に取り付けらいる。マンドレル50には、無端状のスチールベルト51がヘリカル状に巻回されており、スチールベルト51の表面は、芯材100を構成する。 In this embodiment, a case will be described in which a reinforced resin pipe 1A is manufactured using a manufacturing apparatus 5 including a cylindrical mandrel 50. The mandrel 50 is attached to the apparatus main body (not shown) so as to be rotatable about the rotation axis O and extend horizontally. An endless steel belt 51 is helically wound around the mandrel 50, and the surface of the steel belt 51 constitutes a core material 100.

スチールベルト51は、マンドレル50の回転に伴って、マンドレル50の軸方向に順次移動し、マンドレル50の先端部まで移動すると、マンドレル50の内部を通り、マンドレル50の固定端部に戻される。 The steel belt 51 sequentially moves in the axial direction of the mandrel 50 as the mandrel 50 rotates, and when it moves to the tip of the mandrel 50, it passes through the inside of the mandrel 50 and is returned to the fixed end of the mandrel 50.

このような構成を有する製造装置5がマンドレル50を回転させることで、スチールベルト51がマンドレル50の先端部に順位移動するのに応じて、内層形成工程、コア材配置工程、外層形成工程、及び、成形工程が連続的に行われる。ここでは、第1の樹脂及び第2の樹脂は、熱硬化性樹脂であるものとして説明する。 The manufacturing apparatus 5 having such a configuration rotates the mandrel 50, and as the steel belt 51 moves to the tip of the mandrel 50, an inner layer forming step, a core material arrangement step, an outer layer forming step, and , the molding process is performed continuously. Here, the description will be made assuming that the first resin and the second resin are thermosetting resins.

まず、内層形成工程では、スチールベルト51の表面、すなわち、芯材100の外周面に、第1の強化繊維20をヘリカル状に巻回するとともに、第1の強化繊維20に第1の樹脂を含浸させて、内層2を形成する。 First, in the inner layer forming step, the first reinforcing fibers 20 are helically wound around the surface of the steel belt 51, that is, the outer peripheral surface of the core material 100, and the first reinforcing fibers 20 are coated with a first resin. The inner layer 2 is formed by impregnation.

第1の強化繊維20を供給する供給形態は、例えば、ロービング、ヤーンのように束状にした状態で供給してもよいし、繊維を一方向又は複数方向に配向したシート、織布(クロス)、不織布のように帯状にした状態で供給してもよい。 The first reinforcing fibers 20 may be supplied in the form of bundles such as rovings or yarns, or sheets or woven fabrics (cloths) in which fibers are oriented in one direction or in multiple directions. ), it may be supplied in the form of a band like a non-woven fabric.

また、第1の強化繊維20に第1の樹脂を含浸させる含浸方法としては、例えば、第1の強化繊維20を芯材100に巻回する前に、第1の樹脂を入れた槽(含浸槽)に浸漬させて通過させる方法、第1の強化繊維20を芯材100に巻回しながら第1の樹脂を塗布する方法、第1の強化繊維20に第1の樹脂を予め含浸させたプリプレグを芯材100に巻回する方法等が用いられる。 Further, as an impregnation method of impregnating the first reinforcing fibers 20 with the first resin, for example, before winding the first reinforcing fibers 20 around the core material 100, a tank containing the first resin (impregnating A method of applying the first resin while winding the first reinforcing fibers 20 around the core material 100, a prepreg in which the first reinforcing fibers 20 are pre-impregnated with the first resin. A method such as winding the core material 100 around the core material 100 is used.

次に、コア材配置工程では、所定の割付パターンにより、内層2の外周面に沿って複数のコア材30Aを並べて配置することにより、コア層3を形成する。 Next, in the core material arrangement step, the core layer 3 is formed by arranging a plurality of core materials 30A side by side along the outer peripheral surface of the inner layer 2 according to a predetermined layout pattern.

例えば、コア材30Aを把持し、所定の位置に載置可能なロボットマニュピレータ(不図示)を用いることにより、コア材30Aを並べて配置する。 For example, the core materials 30A are arranged side by side by using a robot manipulator (not shown) that can grasp the core materials 30A and place them at predetermined positions.

このとき、コア材30Aの凹状曲面300、第1の側面302及び第2の側面303に、接着剤を塗布するようにしてもよい。また、複数のコア材30Aが並べられて配置された後の目地31、32に、接着剤や樹脂等を塗布するようにしてもよい。 At this time, an adhesive may be applied to the concave curved surface 300, the first side surface 302, and the second side surface 303 of the core material 30A. Furthermore, an adhesive, resin, or the like may be applied to the joints 31 and 32 after the plurality of core materials 30A are arranged side by side.

次に、外層形成工程では、複数のコア材30Aを覆うように、第2の強化繊維40をヘリカル状に巻回するとともに、第2の強化繊維40に第2の樹脂を含浸させて、外層4を形成する。 Next, in the outer layer forming step, the second reinforcing fibers 40 are helically wound so as to cover the plurality of core materials 30A, and the second reinforcing fibers 40 are impregnated with a second resin to form an outer layer. form 4.

なお、第2の強化繊維40を供給する供給形態は、第1の強化繊維20と同じ供給形態にしてもよいし、異なる供給形態にしてもよい。また、第2の強化繊維40に第2の樹脂を含浸させる含浸方法は、第1の強化繊維20に第2の樹脂を含浸させる含浸方法と同じ含浸方法にしてよいし、異なる含浸方法にしてもよい。 Note that the second reinforcing fibers 40 may be supplied in the same manner as the first reinforcing fibers 20, or may be supplied in a different manner. Further, the impregnation method for impregnating the second reinforcing fibers 40 with the second resin may be the same impregnation method as the impregnation method for impregnating the first reinforcing fibers 20 with the second resin, or a different impregnation method may be used. Good too.

次に、成形工程では、第1の強化繊維20に含浸させた第1の樹脂と、第2の強化繊維40に含浸させた第2の樹脂とを硬化させる。 Next, in the molding step, the first resin impregnated into the first reinforcing fibers 20 and the second resin impregnated into the second reinforcing fibers 40 are cured.

ここでは、内層2、コア層3及び外層4が積層された部分が、硬化炉52に挿入され、所定の温度に加熱されることにより、第1の樹脂及び第2の樹脂を硬化させる。 Here, a portion in which the inner layer 2, core layer 3, and outer layer 4 are laminated is inserted into a curing furnace 52 and heated to a predetermined temperature, thereby curing the first resin and the second resin.

なお、成形工程は、第1の樹脂及び第2の樹脂を別々に硬化させてもよく、例えば、内層形成工程又はコア材配置工程の後に、第1の樹脂を硬化させ、外層形成工程の後に、第2の樹脂を硬化させるようにしてもよい。また、第1の樹脂及び第2の樹脂は、マンドレル50に内蔵されたヒータ等の加熱手段により加熱されるようにしてもよい。 In the molding step, the first resin and the second resin may be cured separately. For example, the first resin may be cured after the inner layer forming step or the core material placement step, and the first resin may be cured after the outer layer forming step. , the second resin may be cured. Further, the first resin and the second resin may be heated by heating means such as a heater built into the mandrel 50.

以上のように、一連の工程が連続的に行われることにより、強化樹脂管1Aが成形される。 As described above, the reinforced resin pipe 1A is molded by continuously performing a series of steps.

本実施形態に係る強化樹脂管1Aによれば、内層2と外層4との間のコア層3として、タイル状に形成された複数のコア材30Aが、内層2の外周面に沿って並べられて配置される。そのため、所定の厚さTを有する複数のコア材30Aが、曲げ変形を受けることなく、内層2と外層4との間に配置されて、サンドイッチ構造を実現するので、座屈変形に対する強度を向上することができる。 According to the reinforced resin pipe 1A according to the present embodiment, a plurality of core materials 30A formed in a tile shape are arranged along the outer peripheral surface of the inner layer 2 as the core layer 3 between the inner layer 2 and the outer layer 4. will be placed. Therefore, the plurality of core materials 30A having a predetermined thickness T are arranged between the inner layer 2 and the outer layer 4 without being subjected to bending deformation to realize a sandwich structure, thereby improving the strength against buckling deformation. can do.

また、コア層3は、複数のコア材30Aが内層2の外周面に沿って並べられて配置されることにより形成されるので、強化樹脂管1Aを容易に製造することができる。 Moreover, since the core layer 3 is formed by arranging the plurality of core materials 30A in a row along the outer peripheral surface of the inner layer 2, the reinforced resin pipe 1A can be easily manufactured.

その際、複数のコア材30Aは、強化樹脂管1Aの周方向D2に対して千鳥状に並べられて配置される。そのため、強化樹脂管1Aの周方向D2に対して目地32が連続しないように配置されるので、強化樹脂管1Aの軸方向D1に対する任意の位置において、座屈変形に対する強度を向上することができる。 At this time, the plurality of core materials 30A are arranged in a staggered manner with respect to the circumferential direction D2 of the reinforced resin tube 1A. Therefore, since the joints 32 are disposed so as not to be continuous in the circumferential direction D2 of the reinforced resin pipe 1A, the strength against buckling deformation can be improved at any position in the axial direction D1 of the reinforced resin pipe 1A. .

また、複数のコア材30Aの各々は、内層2の外周面に倣う凹状曲面300と、外層4の内周面に倣う凸状曲面301とを有する。そのため、コア材30Aは、内層2及び外層4に密着させた状態で成形されるので、座屈変形に対する強度を向上することができる。 Further, each of the plurality of core materials 30A has a concave curved surface 300 that follows the outer peripheral surface of the inner layer 2 and a convex curved surface 301 that follows the inner peripheral surface of the outer layer 4. Therefore, since the core material 30A is molded in close contact with the inner layer 2 and the outer layer 4, the strength against buckling deformation can be improved.

さらに、複数のコア材30Aの各々は、方向によって剛性が異なる異方性材料で構成されており、強化樹脂管1Aの径方向D3と一致する方向(補強繊維方向304)の剛性が他の方向の剛性よりも高くなるように配置されている。そのため、強化樹脂管1Aの径方向D3に対して応力ひずみ特性が高くなるので、座屈変形に対する強度を向上することができる。 Furthermore, each of the plurality of core materials 30A is made of an anisotropic material whose rigidity differs depending on the direction, and the rigidity in the direction (reinforcing fiber direction 304) that coincides with the radial direction D3 of the reinforced resin pipe 1A is different from that in other directions. The rigidity is higher than that of the Therefore, the stress strain characteristics of the reinforced resin tube 1A in the radial direction D3 become high, so that the strength against buckling deformation can be improved.

(第2の実施形態)
図5は、本発明の第2の実施形態に係る強化樹脂管1Bを示す正面図である。図6は、本発明の第2の実施形態に係るコア材30Bを示し、(a)は斜視図、(b)は側面図である。
(Second embodiment)
FIG. 5 is a front view showing a reinforced resin pipe 1B according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 shows a core material 30B according to a second embodiment of the present invention, in which (a) is a perspective view and (b) is a side view.

第1の実施形態に係る強化樹脂管1Aでは、コア材30Aは、板状の部材であるものとして説明した。これに対し、第2の実施形態に係る強化樹脂管1Bでは、コア材30Bが、強化樹脂管1Bの径方向D3に沿って貫通する空隙部306を形成するハニカム状の壁部305を備えるように、コア材30Bの形状を変更したものである。その他の基本的な構成や製造方法は、第1の実施形態と共通するため、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。 In the reinforced resin pipe 1A according to the first embodiment, the core material 30A has been described as being a plate-shaped member. On the other hand, in the reinforced resin pipe 1B according to the second embodiment, the core material 30B includes a honeycomb-shaped wall portion 305 that forms a cavity 306 penetrating the reinforced resin pipe 1B along the radial direction D3. In this case, the shape of the core material 30B is changed. Other basic configurations and manufacturing methods are the same as those in the first embodiment, so the description will focus on the parts that are different from the first embodiment.

コア材30Bは、内層2の外周面に配置されたときに強化樹脂管1Aの径方向D3に立設するハニカム状の壁部305と、壁部305により囲まれた複数の空隙部306とを有する。したがって、強化樹脂管1Aの径方向D3に対する壁部305の断面形状は、六角形のハニカム構造を形成する。また、空隙部306は、凹状曲面300と凸状曲面301との間を貫通するセル空間である。 When placed on the outer peripheral surface of the inner layer 2, the core material 30B has a honeycomb-shaped wall 305 that stands upright in the radial direction D3 of the reinforced resin tube 1A, and a plurality of voids 306 surrounded by the wall 305. have Therefore, the cross-sectional shape of the wall portion 305 in the radial direction D3 of the reinforced resin tube 1A forms a hexagonal honeycomb structure. Further, the void portion 306 is a cell space that penetrates between the concave curved surface 300 and the convex curved surface 301.

コア材30Bは、図6(a)に示すように、六角形の形状が欠けることなく、隣接するコア材30B同士が隙間なく噛み合うように形成されている。そのため、複数のコア材30Bが内層2の外周面に沿って並べられて配置されたとき、図5に示すように、壁部305は、隙間なく配置される。 As shown in FIG. 6(a), the core materials 30B are formed so that the hexagonal shape is not chipped and adjacent core materials 30B mesh with each other without any gaps. Therefore, when the plurality of core materials 30B are arranged side by side along the outer circumferential surface of the inner layer 2, the wall portions 305 are arranged without gaps, as shown in FIG.

なお、ハニカム構造の形状は、六角形に限られず、例えば、三角形、四角形、円形でもよいし、複数の多角形を組み合わせたものでもよい。また、図6(a)に示すコア材30Bは、18個の空隙部306を有するものであるが、空隙部306の数は適宜変更してもよい。 Note that the shape of the honeycomb structure is not limited to a hexagon, and may be, for example, a triangle, a quadrangle, a circle, or a combination of multiple polygons. Moreover, although the core material 30B shown in FIG. 6(a) has 18 voids 306, the number of voids 306 may be changed as appropriate.

本実施形態に係る強化樹脂管1Bによれば、複数のコア材30Bは、強化樹脂管1Bの径方向D3に沿って貫通する空隙部306を形成するハニカム状の壁部305を備える。そのため、強化樹脂管1Bは、強化樹脂管1Bの周方向D2に亘ってハニカム状の壁部305により覆われるので、座屈変形に対する強度を向上することができる。 According to the reinforced resin pipe 1B according to the present embodiment, the plurality of core members 30B are provided with a honeycomb-shaped wall portion 305 that forms a void portion 306 penetrating the reinforced resin pipe 1B along the radial direction D3. Therefore, the reinforced resin pipe 1B is covered with the honeycomb-shaped wall portion 305 in the circumferential direction D2 of the reinforced resin pipe 1B, so that the strength against buckling deformation can be improved.

(第3の実施形態)
図7は、本発明の第3の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機10を示す斜視図である。図8は、本発明の第3の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機1の概略構成を示す正面図である。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a perspective view showing a vertical axis Magnus type wind power generator 10 according to a third embodiment of the present invention. FIG. 8 is a front view showing a schematic configuration of a vertical axis Magnus type wind power generator 1 according to a third embodiment of the present invention.

マグナス式推力発生装置は、流体中で回転することでマグナス力を発生する円筒翼13として、第1又は第2の実施形態に係る強化樹脂管1A、1Bを備える。本実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機10は、そのマグナス式推力発生装置の適用例の1つである。 The Magnus type thrust generator includes reinforced resin pipes 1A and 1B according to the first or second embodiment as cylindrical blades 13 that generate Magnus force by rotating in a fluid. The vertical axis Magnus type wind power generator 10 according to the present embodiment is one application example of the Magnus type thrust generating device.

垂直軸型マグナス式風力発電機10は、設置面Sに対して設置される支持筐体11と、支持筐体11の内部に配置される発電機110及び増速機111と、増速機111を介して発電機110に連結されるとともに、設置面Sに対して垂直な第1の回転軸O1を中心として回転可能な回転支持部12と、第1の回転軸O1に対して平行な第2の回転軸O2を中心として自転可能な3つの円筒翼13と、円筒翼13から所定の距離だけ離間した位置に、第2の回転軸O2に対して平行となるように配置される整流板14と、回転支持部12に固定されることで第1の回転軸O1を中心として回転可能であって、第1の回転軸O1を中心とする円周上に3つの円筒翼13の各々を軸支する円筒翼支持部15とを備える。 The vertical axis Magnus type wind power generator 10 includes a support case 11 installed on the installation surface S, a generator 110 and a speed increaser 111 arranged inside the support case 11, and a speed increaser 111. A rotary support part 12 is connected to the generator 110 via a rotary support part 12 that is rotatable about a first rotation axis O1 perpendicular to the installation surface S, and a first rotation support part 12 that is parallel to the first rotation axis O1 is connected to the generator 110 via three cylindrical blades 13 that are rotatable around the second rotation axis O2, and a current plate arranged parallel to the second rotation axis O2 at a position spaced apart from the cylindrical blades 13 by a predetermined distance. 14, and is rotatable around the first rotation axis O1 by being fixed to the rotation support part 12, and each of the three cylindrical blades 13 is arranged on a circumference centered on the first rotation axis O1. It includes a cylindrical wing support part 15 that is pivotally supported.

3つの円筒翼13の各々は、第1又は第2の実施形態に係る強化樹脂管1A、1Bにより構成されている。円筒翼13は、第2の回転軸O2と同軸上にそれぞれ配置された上部回転伝達軸部130A及び下部回転伝達軸部130Bにより軸支されるともに、下部回転伝達軸部130Bに連結された回転駆動部131により第2の回転軸O2を中心として回転される。 Each of the three cylindrical wings 13 is made of reinforced resin pipes 1A and 1B according to the first or second embodiment. The cylindrical blade 13 is rotatably supported by an upper rotation transmission shaft section 130A and a lower rotation transmission shaft section 130B, which are respectively arranged coaxially with the second rotation axis O2, and a rotation transmission shaft section 130B connected to the lower rotation transmission shaft section 130B. The drive unit 131 rotates about the second rotation axis O2.

整流板14は、例えば、板状の形状を有し、円筒翼支持部15により第1の回転軸O1を中心として回転可能に支持されている。また、整流板14は、円筒翼13が第1の回転軸O1を中心とする円周上を時計回りに移動するとき、円筒翼13の進行方向とは反対側の位置に配置される。 The current plate 14 has, for example, a plate-like shape, and is supported by the cylindrical blade support portion 15 so as to be rotatable about the first rotation axis O1. Further, the baffle plate 14 is arranged at a position opposite to the traveling direction of the cylindrical blade 13 when the cylindrical blade 13 moves clockwise on the circumference centered on the first rotation axis O1.

上記構成を有する垂直軸型マグナス式風力発電機10は、回転駆動部131により第2の回転軸O2を中心として円筒翼13を時計回りに回転(自転)させた状態において、所定の方向から風(空気流)を受けると、円筒翼13にマグナス力が発生する。そして、円筒翼13に発生したマグナス力が、円筒翼13を第1の回転軸O1を中心として時計回りに移動させる方向に作用する。それにより、回転支持部12が時計回りに回転することで、回転支持部12に連結された発電機110で発電する。 The vertical axis Magnus type wind power generator 10 having the above configuration generates wind from a predetermined direction while the cylindrical blade 13 is rotated (rotated) clockwise around the second rotation axis O2 by the rotary drive unit 131. (Airflow), a Magnus force is generated in the cylindrical blade 13. Then, the Magnus force generated in the cylindrical blade 13 acts in a direction to move the cylindrical blade 13 clockwise around the first rotation axis O1. As a result, the rotation support part 12 rotates clockwise, and the generator 110 connected to the rotation support part 12 generates electricity.

なお、マグナス式推力発生装置の他の適用例としては、例えば、回転支持部12をポンプ等の回転機械に連結することにより、マグナス式推力発生装置を風力回転装置に適用してもよい。また、マグナス式推力発生装置のエネルギー源として、風(空気流)を用いることに代えて、水流、波、潮流等を用いることにより、マグナス式推力発生装置を水力発電機又は潮力発電機に適用してもよいし、さらに回転支持部12をポンプ等の回転機械に連結することにより、マグナス式推力発生装置を水力回転装置又は潮力回転装置に適用してもよい。 In addition, as another application example of the Magnus type thrust generation device, the Magnus type thrust generation device may be applied to a wind rotation device, for example, by connecting the rotation support portion 12 to a rotating machine such as a pump. In addition, instead of using wind (airflow) as the energy source of the Magnus type thrust generator, by using water current, waves, tides, etc., the Magnus type thrust generator can be used as a hydroelectric power generator or a tidal power generator. Alternatively, the Magnus type thrust generating device may be applied to a hydraulic rotating device or a tidal rotating device by connecting the rotating support portion 12 to a rotating machine such as a pump.

以上のように、本実施形態に係るマグナス式推力発生装置によれば、円筒翼13として、第1又は第2の実施形態に係る強化樹脂管1A、1Bを備える。そのため、円筒翼13の軸方向(第2の回転軸O2)に対して曲げ荷重等を受けた場合でも、円筒翼13は変形しにくいため、マグナス式推力発生装置の剛性及び耐久性を向上することができる。 As described above, according to the Magnus type thrust generator according to the present embodiment, the cylindrical blade 13 includes the reinforced resin pipes 1A and 1B according to the first or second embodiment. Therefore, even if a bending load or the like is applied in the axial direction of the cylindrical blade 13 (second rotation axis O2), the cylindrical blade 13 is not easily deformed, which improves the rigidity and durability of the Magnus type thrust generator. be able to.

(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
(Other embodiments)
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the technical idea of the present invention.

例えば、上記第1の実施形態では、内層2は、内層形成工程にて、第1の強化繊維20をヘリカル状に巻回することにより形成され、外層4は、外層形成工程にて、第2の強化繊維40をヘリカル状に巻回することにより形成されるものとして説明した。これに対し、内層2が、内層形成工程にて、複数の第1の強化繊維20をヘリカル状に巻回することにより、複数の層が積層されたものでもよいし、外層4が、外層形成工程にて、複数の第2の強化繊維40をヘリカル状に巻回することにより、複数の層が積層されたものでもよい。その場合には、複数の第1の強化繊維20の配向が交差するように積層するようにしてもよいし、複数の第2の強化繊維40の配向が交差するように積層するようにしてもよい。 For example, in the first embodiment, the inner layer 2 is formed by helically winding the first reinforcing fibers 20 in the inner layer forming step, and the outer layer 4 is formed by winding the first reinforcing fibers 20 in a helical shape in the outer layer forming step. The explanation has been made assuming that the reinforcing fibers 40 are formed by winding them in a helical shape. On the other hand, the inner layer 2 may be formed by stacking a plurality of layers by winding a plurality of first reinforcing fibers 20 in a helical shape in the inner layer forming step, and the outer layer 4 may be formed by stacking a plurality of layers by winding a plurality of first reinforcing fibers 20 in a helical shape, and In the process, a plurality of layers may be laminated by winding a plurality of second reinforcing fibers 40 in a helical shape. In that case, the plurality of first reinforcing fibers 20 may be laminated so that their orientations intersect, or the plurality of second reinforcing fibers 40 may be laminated so that their orientations intersect. good.

また、上記第1の実施形態では、複数のコア材30Aは、コア材配置工程にて、ロボットマニュピレータにより配置されるものとして説明した。これに対し、複数のコア材30Aが、コア材配置工程にて、テープ部材に仮止めされた状態で内層2の外周面に対して連続的に供給されることにより、順次配置されるようにしてもよい。 Furthermore, in the first embodiment, the plurality of core materials 30A are described as being arranged by a robot manipulator in the core material arrangement step. On the other hand, in the core material arrangement process, the plurality of core materials 30A are continuously supplied to the outer peripheral surface of the inner layer 2 while being temporarily fixed to the tape member, so that the core materials 30A are sequentially arranged. You can.

具体的には、テープ部材は、複数のコア材30Aをテープ部材の供給方向(長尺方向)に対して一列又は複数列に並べて仮止めされた状態でロール状に巻き取られており、マンドレル50の回転に伴って内層2の外周面に対して順次送り出される。そして、複数のコア材30Aは、内層2の外周面に接着したものから順にテープ部材から離脱することで、内層2の外周面に沿って並べられて配置される。また、テープ部材を、強化繊維を含むテープ部材により構成した場合には、複数のコア材30Aを仮止めしたまま当該テープ部材をヘリカル状に巻回することにより、外層4を形成する第2の強化繊維40と兼用するようにしてもよい。 Specifically, the tape member is wound into a roll with a plurality of core materials 30A arranged in one row or in multiple rows in the supply direction (longitudinal direction) of the tape member and temporarily secured. 50 is sequentially delivered to the outer circumferential surface of the inner layer 2. Then, the plurality of core materials 30A are arranged along the outer circumferential surface of the inner layer 2 by detaching from the tape member in order from those adhered to the outer circumferential surface of the inner layer 2. In addition, when the tape member is constituted by a tape member containing reinforcing fibers, the second layer forming the outer layer 4 is wound by helically winding the tape member while temporarily fixing the plurality of core materials 30A. It may also be used as the reinforcing fiber 40.

また、上記第1及び第2の実施形態では、強化樹脂管1A、1Bの断面形状は、図2に示すように、円形状であるものとして説明したが、強化樹脂管1A、1Bの断面形状は、多角形状でもよい。その場合には、コア材30A、30Bの形状や割付パターンを適宜変更すればよい。 Furthermore, in the first and second embodiments described above, the cross-sectional shape of the reinforced resin pipes 1A and 1B is circular, as shown in FIG. 2, but the cross-sectional shape of the reinforced resin pipes 1A and 1B may be polygonal. In that case, the shapes and layout patterns of the core materials 30A and 30B may be changed as appropriate.

1A、1B…強化樹脂管、2…内層、3…コア層、4…外層、
5…製造装置、10…垂直軸型マグナス式風力発電機、11…支持筐体、
12…回転支持部、13…円筒翼、14…整流板、15…円筒翼支持部、
20…第1の強化繊維、30A、30B…コア材、31、32…目地、
40…第2の強化繊維、50…マンドレル、51…スチールベルト、
52…硬化炉、100…芯材、110…発電機、111…増速機、
130A…上部回転伝達軸部、130B…下部回転伝達軸部、
131…回転駆動部、300…凹状曲面、301…凸状曲面、
302…第1の側面、303…第2の側面、304…補強繊維方向、
305…壁部、306…空隙部、
D1…軸方向、D2…周方向、D3…径方向
1A, 1B...Reinforced resin pipe, 2...Inner layer, 3...Core layer, 4...Outer layer,
5... Manufacturing equipment, 10... Vertical axis Magnus type wind generator, 11... Support casing,
12... Rotation support part, 13... Cylindrical blade, 14... Current plate, 15... Cylindrical blade support part,
20... First reinforcing fiber, 30A, 30B... Core material, 31, 32... Joint,
40... Second reinforcing fiber, 50... Mandrel, 51... Steel belt,
52... Hardening furnace, 100... Core material, 110... Generator, 111... Speed increaser,
130A... Upper rotation transmission shaft part, 130B... Lower rotation transmission shaft part,
131... Rotation drive unit, 300... Concave curved surface, 301... Convex curved surface,
302...first side surface, 303...second side surface, 304...reinforcing fiber direction,
305...Wall part, 306...Void part,
D1...Axial direction, D2...Circumferential direction, D3...Radial direction

Claims (7)

流体中で回転することによりマグナス力を発生する円筒翼として用いられる強化樹脂管であって、
管状に形成された第1の繊維強化樹脂からなる内層と、
各々がタイル状に形成され、前記内層の外周面に沿って並べられて配置された複数のコア材と、
前記複数のコア材を覆うように形成された第2の繊維強化樹脂からなる外層とを備え、
前記複数のコア材の各々は、
方向によって剛性が異なる異方性材料で構成されており、前記管の径方向と一致する方向の剛性が他の方向の剛性よりも高くなるように配置された、
ことを特徴とする強化樹脂管。
A reinforced resin tube used as a cylindrical blade that generates Magnus force by rotating in a fluid,
an inner layer made of a first fiber-reinforced resin formed into a tubular shape;
a plurality of core materials each formed in the shape of a tile and arranged side by side along the outer peripheral surface of the inner layer;
and an outer layer made of a second fiber-reinforced resin formed to cover the plurality of core materials,
Each of the plurality of core materials is
It is made of an anisotropic material whose stiffness varies depending on the direction, and is arranged so that the stiffness in a direction that coincides with the radial direction of the tube is higher than the stiffness in other directions.
A reinforced resin pipe characterized by:
流体中で回転することによりマグナス力を発生する円筒翼として用いられる強化樹脂管であって、
管状に形成された第1の繊維強化樹脂からなる内層と、
各々がタイル状に形成され、前記内層の外周面に沿って並べられて配置された複数のコア材と、
前記複数のコア材を覆うように形成された第2の繊維強化樹脂からなる外層とを備え、
前記複数のコア材の各々は、
前記管の径方向に沿って貫通する空隙部を形成するハニカム状の壁部を備えるとともに、前記壁部の形状が欠けることなく、隣接する前記コア材同士が噛み合うように形成された、
ことを特徴とする強化樹脂管。
A reinforced resin tube used as a cylindrical blade that generates Magnus force by rotating in a fluid,
an inner layer made of a first fiber-reinforced resin formed into a tubular shape;
a plurality of core materials each formed in the shape of a tile and arranged side by side along the outer peripheral surface of the inner layer;
and an outer layer made of a second fiber-reinforced resin formed to cover the plurality of core materials,
Each of the plurality of core materials is
A honeycomb-shaped wall portion is provided that forms a cavity passing through the tube along the radial direction, and the wall portion is formed so that the adjacent core materials mesh with each other without chipping.
A reinforced resin pipe characterized by:
前記複数のコア材は、
前記管の周方向に対して千鳥状に並べられて配置された、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の強化樹脂管。
The plurality of core materials are
arranged in a staggered manner in the circumferential direction of the tube,
The reinforced resin pipe according to claim 1 or 2, characterized in that:
前記複数のコア材の各々は、
前記内層の外周面に倣う凹状曲面と、
前記外層の内周面に倣う凸状曲面とを有する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の強化樹脂管。
Each of the plurality of core materials is
a concave curved surface that follows the outer peripheral surface of the inner layer;
a convex curved surface that follows the inner circumferential surface of the outer layer;
The reinforced resin pipe according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
流体中で回転することによりマグナス力を発生する円筒翼として用いられる強化樹脂管の製造方法であって、
芯材の外周面に第1の強化繊維をヘリカル状に巻回するとともに、前記第1の強化繊維に第1の樹脂を含浸させて、内層を形成する内層形成工程と、
前記内層の外周面に沿って、各々がタイル状に形成された複数のコア材を並べて配置するコア材配置工程と、
前記複数のコア材を覆うように、第2の強化繊維をヘリカル状に巻回するとともに、前記第2の強化繊維に第2の樹脂を含浸させて、外層を形成する外層形成工程と、
前記第1の樹脂及び前記第2の樹脂を硬化又は固化させる成形工程とを含み、
前記コア材配置工程は、
前記内層の外周面に対して、前記複数のコア材が仮止めされたテープ部材を順次送り出すことにより、前記複数のコア材を並べて配置する、
ことを特徴とする強化樹脂管の製造方法。
A method for manufacturing a reinforced resin tube used as a cylindrical blade that generates Magnus force by rotating in a fluid, the method comprising:
an inner layer forming step of forming an inner layer by helically winding a first reinforcing fiber around the outer peripheral surface of the core material and impregnating the first reinforcing fiber with a first resin;
a core material arrangement step of arranging a plurality of core materials, each formed in a tile shape, side by side along the outer peripheral surface of the inner layer;
an outer layer forming step of forming an outer layer by winding a second reinforcing fiber in a helical shape so as to cover the plurality of core materials, and impregnating the second reinforcing fiber with a second resin;
a molding step of curing or solidifying the first resin and the second resin,
The core material placement step includes:
arranging the plurality of core materials side by side by sequentially sending out a tape member to which the plurality of core materials are temporarily fixed to the outer peripheral surface of the inner layer;
A method for manufacturing a reinforced resin pipe, characterized by:
流体中で回転することによりマグナス力を発生する円筒翼として、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の強化樹脂管を備える、
ことを特徴とするマグナス式推力発生装置。
The reinforced resin tube according to any one of claims 1 to 4 is provided as a cylindrical blade that generates a Magnus force by rotating in a fluid.
A Magnus type thrust generator characterized by:
請求項6に記載のマグナス式推力発生装置を用いた、
ことを特徴とする風力発電機、水力発電機又は潮力発電機。
Using the Magnus type thrust generator according to claim 6,
A wind power generator, a hydraulic power generator or a tidal power generator.
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