KR20100087180A - 풍차 날개 및 이것을 사용하는 풍력 발전 장치 - Google Patents
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Abstract
강도를 유지하면서 경량이며 또한 저가의 코어재를 사용한 풍차 날개 및 이것을 사용한 풍력 발전 장치를 제공한다. 섬유 강화 플라스틱제의 외피 (13) 로 형성되는 풍차 날개 (9) 로서, 평면에서 보면 교차하도록 배치되며, 각각 두께 방향으로 관통하여 수지의 유로가 되는 섬유층 (55) 과 섬유층 (55) 사이의 공간을 채우는 발포 플라스틱체 (57) 가 일체적으로 형성된 코어재 (39) 를, 섬유층 (55) 에 수지가 충전된 형태로 외피 (13) 혹은 주날개보 (15) 에 사용한다.
Description
본 발명은 풍차 날개 및 이것을 사용하여 발전하는 풍력 발전 장치에 관한 것이다.
풍력 발전 장치에 사용되는 풍차 날개로는 경량, 고강도, 제작 용이성이 요구되고 있으며, 예를 들어 특허문헌 1 에 나타내는 바와 같이 복합 구조로 이들 요구에 대응하고 있다.
이는 유리 섬유 강화 플라스틱제로서 날개 형상을 구획 형성하는 외피와, 외피의 내측에 배치 형성되는 유리 섬유 강화 플라스틱제의 주날개보 (main spar) 의 2 개의 부재로 구성되며, 양자를 접착 조립하여 소정의 전체 구조가 얻어진다.
이 외피 혹은 주날개보에는, 좌굴 (座屈) 강도를 고려하여, 도 2, 도 3 에 나타내는 바와 같이 섬유 강화 플라스틱에 고형 발포체 (코어재) 를 끼운 샌드위치 구조체 부분이 사용되고 있다.
종래, 코어재로서 사용되는 고형 발포체로는, 기계적 강도가 강한 염화 비닐 발포체 (예를 들어, 카네카 화학 공업 (주) 제조의 상품명 쿠레게세르 (등록 상표)) 가 사용되고 있다.
또, 코어재로서 고형 발포체 대신에 발사 (balsa) 가 사용되는 경우도 있다.
그런데, 염화 비닐 발포체는, 그 강도를 충분하게 하기 위해서는 비교적 고밀도로 할 필요가 있어, 무거워지고 비용이 높으며, 풍차의 성능 및 제조 가격에 큰 영향을 미친다.
또, 발사는 목재로서, 공급량에 제약이 있어, 안정적인 대량 생산에 적합하지 않고, 그 때문에 가격이 높게 오르는 경우도 있다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 강도를 유지하면서 경량이며 또한 저가의 코어재를 사용한 풍차 날개 및 이것을 사용한 풍력 발전 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위하여, 하기의 수단을 채용하였다.
본 발명의 제 1 태양은, 섬유 강화 플라스틱제의 외피로 형성되는 풍차 날개로서, 평면에서 보면 교차하도록 배치되며, 각각 두께 방향으로 관통하여 수지의 유로가 되는 섬유층과 그 섬유층 사이의 공간을 채우는 발포 플라스틱이 일체적으로 형성된 코어재를, 상기 섬유층에 수지가 충전된 형태로 상기 외피의 샌드위치 구조체 부분에 사용하는 풍차 날개를 제공한다.
본 태양에 관한 풍차 날개에 의하면, 코어재는 섬유층에 수지가 충전된 형태로 외피의 샌드위치 구조체 부분에 사용되기 때문에, 섬유층은 섬유 강화 수지층을 형성한다.
이 섬유층은 평면에서 보면 교차하도록, 또한 각각 두께 방향으로 관통하도록 배치되어 있으므로, 코어재의 강도를 충분히 확보할 수 있다.
따라서, 섬유층 사이의 공간을 채우는 발포 플라스틱에는 높은 강도를 요구할 필요가 없어지므로, 경량 (저밀도) 이며 저가의 발포 플라스틱을 사용할 수 있어, 풍차 날개의 비용을 저감시킬 수 있다.
또한, 이러한 발포 플라스틱으로는, 예를 들어 저밀도의 폴리우레탄 및 폴리이소시아누트에 의한 발포체가 사용된다.
또, 섬유층에 충전되는 수지가 샌드위치 구조체의 표면, 이면의 섬유층과의 접착 기능을 갖기 때문에, 샌드위치 구조체가 보다 강고하게 일체가 되어 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 태양에서는, 상기 샌드위치 구조체 부분은, 대향 배치되는 상기 외피 사이에 걸쳐져 있는 주날개보에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 비용의 증가를 적게 하여 주날개보의 좌굴을 억제할 수 있다.
상기 태양에서는, 상기 샌드위치 구조체 부분은, 상기 외피에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 비용의 증가를 적게 하여 외피의 좌굴을 억제할 수 있다.
상기 태양에서는, 상기 코어재는 사용되는 부위의 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 코어재는 소정 설치 위치에 꽉 맞게 수납할 수 있다.
상기 태양에서는, 상기 코어재는 복수의 유닛으로 되어 있으며, 이 유닛에 의해 사용되는 부위의 형상으로 조립되는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 유닛을 조립함으로써, 코어재의 대형화에 용이하게 대응할 수 있다.
상기 구성에서는, 상기 유닛은 직방체 형상으로 되어 있으며, 사용되는 부위의 형상으로 형성하기 위하여 형상 보정용 보정 유닛을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 유닛은 직방체 형상만이 되므로, 그 제조를 용이하게 또한 저가로 실시할 수 있다.
또한, 보정 유닛은 부분적으로 사용되기 때문에, 유닛과 동일 구성이어도 되고, 종래의 고형 발포체 혹은 발사로 형성되어도 된다.
본 발명의 제 2 태양에 의하면, 강도를 충분히 확보할 수 있어, 경량 (저밀도) 이며 저가의 코어재를 사용한 풍차 날개를 사용하는 풍력 발전 장치를 제공한다.
이와 같이 하면, 풍력 발전 장치는 비용 증가를 최소한으로 하면서, 충분한 강도를 구비할 수 있다.
본 발명에 의하면, 코어재의 두께 방향으로 관통하는 섬유층은 섬유 강화 수지층을 형성하여 코어재의 강도를 충분히 확보할 수 있다.
이 때문에, 발포 플라스틱에는 높은 강도를 요구할 필요가 없어지므로, 경량 (저밀도) 이며 저가의 발포 플라스틱을 사용할 수 있어, 풍차 날개의 비용을 저감시킬 수 있다.
또, 섬유층에 충전되는 수지가 샌드위치 구조체의 표면, 이면의 섬유층과의 접착 기능을 갖기 때문에, 샌드위치 구조체가 보다 강고하게 일체가 되어 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 관한 풍력 발전 장치의 전체 개략 구성을 나타내는 측면도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 관한 풍차 날개의 횡단면의 일례를 나타내는 횡단면도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 관한 주날개보의 단면의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 관한 코어재의 폭 방향의 단면도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시형태에 관한 코어재의 길이 방향의 단면도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시형태에 관한 코어 유닛을 일부 파단하여 나타내는 사시도이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 관한 코어 유닛의 다른 실시형태를 나타내는 일부를 파단한 평면도이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시형태에 관한 주날개보를 성형하는 상태의 성형 장치를 나타내는 단면도이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시형태에 관한 복측 외피를 성형하는 상태의 성형 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 관한 풍차 날개의 횡단면의 일례를 나타내는 횡단면도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 관한 주날개보의 단면의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 관한 코어재의 폭 방향의 단면도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시형태에 관한 코어재의 길이 방향의 단면도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시형태에 관한 코어 유닛을 일부 파단하여 나타내는 사시도이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 관한 코어 유닛의 다른 실시형태를 나타내는 일부를 파단한 평면도이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시형태에 관한 주날개보를 성형하는 상태의 성형 장치를 나타내는 단면도이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시형태에 관한 복측 외피를 성형하는 상태의 성형 장치를 나타내는 단면도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 일 실시형태에 관한 풍력 발전 장치 (1) 를 도면에 기초하여 설명한다.
도 1 은, 풍력 발전 장치 (1) 의 전체 개략 구성을 나타내는 측면도이다.
풍력 발전 장치 (1) 에는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 기초 (11) 상에 세워 형성되는 지주 (3) 와, 지주 (3) 의 상단 (上端) 에 설치되는 나셀 (5) 과, 대략 수평한 축선 둘레로 회전 가능하게 하여 나셀 (5) 에 형성되는 로터 헤드 (7) 와, 로터 헤드 (7) 의 회전 축선 둘레로 방사 형상으로 장착된 복수 매의 풍차 날개 (9) 가 구비되어 있다.
로터 헤드 (7) 의 회전 축선 방향으로부터 풍차 날개 (9) 에 부딪힌 바람의 힘이, 로터 헤드 (7) 를 회전 축선 둘레로 회전시키는 동력으로 변환되도록 되어 있다.
나셀 (5) 의 외주면 적소 (예를 들어 상부 등) 에는, 모두 도시를 생략하고 있지만, 주변의 풍속값을 측정하는 풍속계와, 풍향을 측정하는 풍향계와, 피뢰침이 구비되어 있다.
나셀 (5) 의 내부에는, 모두 도시를 생략하고 있지만, 로터 헤드 (7) 와 동축의 증속기를 개재하여 연결된 발전기가 설치되어 있다. 즉, 로터 헤드 (7) 의 회전을 증속기로 증속시켜 발전기를 구동함으로써, 발전기로부터 발전기 출력이 얻어지도록 되어 있다.
도 2 는, 풍차 날개 (9) 의 횡단면도이다. 풍차 날개 (9) 에는, 날개 형상을 획성하는 외피 (13) 와, 외피 (13) 의 강도를 보강하는 주날개보 (샌드위치 구조체 부분 : 15, 17) 가 구비되어 있다.
외피 (13) 는, 복측 외피 (13a) 와 배측 외피 (13b) 의 2 개의 반할체 (半割體) 로 되어 있다. 외피 (13) 는, 유리 섬유 강화 플라스틱 (섬유 강화 플라스틱) 으로 형성되어 있다.
복측 외피 (13a) 및 배측 외피 (13b) 의 내면에는, 각각 풍차 날개 (9) 의 길이 방향으로 연장되는 중앙 샌드위치 구조체 부분 (샌드위치 구조체 부분 : 19a, 19b) 과, 중앙 샌드위치 구조체 부분 (19a, 19b) 의 앞쪽 가장자리측에 위치하는 앞쪽 가장자리측 가더 (섬유 두께부 : 21a, 21b) 와, 중앙 샌드위치 구조체 부분 (19a, 19b) 의 뒤쪽 가장자리측에 위치하는 뒤쪽 가장자리측 가더 (섬유 두께부 : 23a, 23b) 와, 앞쪽 가장자리측 가더 (21a, 21b) 의 앞쪽 가장자리측에 위치하는 앞쪽 가장자리측 샌드위치 구조체 부분 (샌드위치 구조체 부분 : 25a, 25b) 과, 뒤쪽 가장자리측 가더 (23a, 23b) 의 뒤쪽 가장자리측에 위치하는 뒤쪽 가장자리측 샌드위치 구조체 부분 (샌드위치 구조체 부분 : 27a, 27b) 이 구비되어 있다.
중앙 샌드위치 구조체 부분 (19a, 19b) 의 내부에는 코어재 (29a, 29b) 가 끼워져 있다. 앞쪽 가장자리측 샌드위치 구조체 부분 (25a, 25b) 의 내부에는 코어재 (31a, 31b) 가 끼워져 있다. 뒤쪽 가장자리측 샌드위치 구조체 부분 (27a, 27b) 의 내부에는 코어재 (33a, 33b) 가 끼워져 있다.
예를 들어, 중앙 샌드위치 구조체 부분 (19a) 은, 풍차 날개 (9) 의 폭 방향의 양 단부에서의 높이가 단부를 향하여 점감하도록 형성되어 있기 때문에, 코어재 (29a) 도 도 4 에 나타내는 바와 같이 폭 방향의 양 단부에서의 높이가 단부를 향하여 점감하도록 형성되어 있다.
이 경우, 높이가 변화되지 않는 부분은, 직방체 형상의 코어 유닛 (유닛 : 35) 으로 형성하고, 점감 부분은, 삼각 기둥 형상의 보정 코어 유닛 (보정 유닛 : 37) 으로 형성하도록 해도 된다. 보정 코어 유닛 (37) 은 부분적으로 사용되기 때문에, 종래의 고형 발포체 혹은 발사로 형성되어도 된다. 이는, 후술하는 바와 같이, 코어 유닛 (35) 은 두께 방향 (높이 방향) 으로 섬유층이 존재하고 있어, 이것을 깨끗하게 절단하거나 하는 것이 어렵고, 또 섬유층이 적어져 그 효과가 충분히 발휘되지 않을 가능성이 있기 때문이다.
예를 들어, 중앙 샌드위치 구조체 부분 (19a) 은, 그 높이가 풍차 날개 (9) 의 길이 방향으로 변화되도록 형성되어 있기 때문에, 코어재 (29a) 도 도 5 에 나타내는 바와 같이 그 높이가 길이 방향으로 변화되도록 형성되어 있다.
이 경우에도, 높이가 변화되는 부분에서는, 삼각 기둥 형상의 보정 코어 유닛 (37) 에 의해 형성하도록 해도 된다. 그 밖의 부분은, 직방체 형상의 코어 유닛 (35) 으로 형성한다.
이와 같이, 코어 유닛 (35) 을 소정 형상으로 조립함으로써 코어재 (29a) 를 형성하도록 하고 있기 때문에, 코어재 (29a) 의 대형화에 용이하게 대응할 수 있다.
주날개보 (15) 는, 면부가 앞쪽 가장자리측 가더 (21a) 와 앞쪽 가장자리측 가더 (21b) 사이에, 풍차 날개 (9) 의 길이 방향으로 밑동에서 선단 근방까지 연장되도록 설치되어 있다.
주날개보 (15) 에는, 대략 직사각형 단면을 한 코어재 (39) 와, 코어재 (39) 의 앞쪽 가장자리측을 덮는 앞쪽 가장자리측 구조재 (41) 와, 코어재 (39) 의 뒤쪽 가장자리측을 덮는 뒤쪽 가장자리측 구조재 (43) 가 구비되어 있다.
앞쪽 가장자리측 구조재 (41) 및 뒤쪽 가장자리측 구조재 (43) 는, 앞쪽 가장자리측 가더 (21a) 측 및 앞쪽 가장자리측 가더 (21b) 측 단부가 뒤쪽 가장자리측으로 절곡되어, 서로 접합되도록 구성되어 있다.
앞쪽 가장자리측 구조재 (41) 의 절곡부 (47) 가 외측에 위치하여, 앞쪽 가장자리측 가더 (21a, 21b) 에 접착제로 강고하게 접착된다.
앞쪽 가장자리측 구조재 (41) 및 뒤쪽 가장자리측 구조재 (43) 는, 유리 섬유 강화 플라스틱으로 형성되어 있다.
주날개보 (17) 는, 면부가 뒤쪽 가장자리측 가더 (23a) 와 뒤쪽 가장자리측 가더 (23b) 사이에, 풍차 날개 (9) 의 길이 방향으로 밑동에서 선단 근방까지 연장되도록 설치되어 있다.
주날개보 (17) 에는, 대략 직사각형 단면을 한 코어재 (49) 와, 코어재 (49) 의 앞쪽 가장자리측을 덮는 앞쪽 가장자리측 구조재 (51) 와, 코어재 (49) 의 뒤쪽 가장자리측을 덮는 뒤쪽 가장자리측 구조재 (53) 가 구비되어 있다.
앞쪽 가장자리측 구조재 (51) 및 뒤쪽 가장자리측 구조재 (53) 는, 뒤쪽 가장자리측 가더 (23a) 측 및 뒤쪽 가장자리측 가더 (23b) 측 단부가 앞쪽 가장자리측으로 절곡되어, 서로 접합되도록 구성되어 있다.
뒤쪽 가장자리측 구조재 (53) 의 절곡부가 외측에 위치하여, 뒤쪽 가장자리측 가더 (23a) 및 뒤쪽 가장자리측 가더 (23b) 에 접착제로 강고하게 접착된다.
앞쪽 가장자리측 구조재 (51) 및 뒤쪽 가장자리측 구조재 (53) 는, 유리 섬유 강화 플라스틱으로 형성되어 있다.
코어재 (39, 49) 는 코어재 (29a) 와 동일하게, 코어 유닛 (35) 을 조립하여 형성되어 있다.
또한, 필요에 따라 여러 형상의 보정 코어 유닛 (37) 을 사용하도록 해도 된다.
다음으로, 코어 유닛 (35) 의 구성에 대하여 도 6 에 기초하여 설명한다.
코어 유닛 (35) 은 대략 직방체 형상을 하고 있다. 코어 유닛 (35) 에는 섬유층 (55) 과, 발포 플라스틱체 (발포 플라스틱 : 57) 가 구비되어 있다.
섬유층 (55) 은, 유리 섬유의 천과 같은 직물로서, 그 면내를 따라 수지, 예를 들어 에폭시 수지가 통과할 수 있다.
또한, 섬유층 (55) 은 직물이 아니라 매트 형상이어도 되며, 로빙 혹은 이것을 사용한 직물이어도 된다.
또, 유리 섬유가 아니라 탄소 섬유, 아라미드 섬유 등 강화에 사용되는 적절한 섬유를 사용해도 된다.
복수의 섬유층 (55) 은, 세로 방향 (예를 들어, 풍차 날개 (9) 의 길이 방향) 과 가로 방향 (예를 들어, 풍차 날개 (9) 의 폭 방향) 으로 교차하도록 격자 형상으로 배치되어 있다.
각 섬유층 (55) 은, 코어 유닛 (35) 의 두께 방향으로 관통하도록 되어 있다.
발포 플라스틱체 (57) 는, 예를 들어 폴리이소시아누트를 사용하여 발포시켜 저밀도의 발포체로 한 것이다. 이것은, 폴리우레탄을 사용하여 발포시켜 저밀도의 발포체로 해도 된다.
발포 플라스틱체 (57) 는 직방체 형상을 하고, 섬유층 (55) 으로 형성된 공간에 수납되는 크기로 형성되어 있다.
발포 플라스틱체 (57) 와 섬유층 (55) 은, 접착제로 접착되거나 하여 일체화되어 있다.
섬유층 (55) 의 배치는, 격자 형상에 한정되는 것이 아니고, 예를 들어 도 7 에 나타내는 바와 같이, 일방향의 섬유층 (55) 을 이웃하는 열로 엇갈리게 해도 된다.
또, 섬유층 (55) 은, 전체 폭에 걸쳐 관통하도록 형성할 필요는 없으며, 예를 들어 발포 플라스틱체 (57) 의 측면을 덮는 크기로 하여, 그것들을 서로 접착하도록 해도 된다. 어느 방법으로 하든지 발포 플라스틱체 (57) 끼리가 섬유층 (55) 을 개재하여 접합되도록 구성되어 있으면 된다.
주날개보 (15, 17) 및 외피 (13) 를 성형하는 성형 장치 (59) 에는, 아래 틀 (61) 과, 윗 커버 (63) 와, 윗 커버 (63) 를 관통하도록 장착된 도시되지 않은 진공 펌프에 접속된 흡인 배관 (67) 과, 수지를 공급하는 수지 공급 배관 (65) 이 구비되어 있다. 아래 틀 (61) 과 윗 커버 (63) 사이는 폐쇄시 시일된다.
다음으로, 풍차 날개 (9) 의 제조 방법에 대하여 도 2, 도 4, 도 5, 도 6, 도 8 및 도 9 를 참조하여 설명한다.
먼저, 소정 크기의 직방체 형상을 한 발포 플라스틱체 (57) 를 필요한 수만큼 제조한다. 이것은 소정 크기의 틀을 사용하여, 폴리이소시아누트를 발포시킨다.
다음으로, 소정 크기의 섬유층 (55) 을 준비하고, 이웃하는 발포 플라스틱체 (57) 사이에 위치하도록 접착하거나 하고, 발포 플라스틱체 (57) 와 일체화시켜 코어 유닛 (35) 을 형성한다. 이로써, 코어 유닛 (35) 은, 섬유층 (55) 이 종횡으로 교차하여, 두께 방향으로 관통하도록 형성된다.
이 때, 코어 유닛 (35) 의 주위에도 섬유층 (55) 이 설치되도록 하면 된다.
또, 보정 코어 유닛 (37) 을 필요에 따라 제조한다.
이들 코어 유닛 (35) 및 보정 코어 유닛 (37) 을 조합하여, 코어재 (29, 31, 33, 39, 49) 를 형성한다.
이는 성형 장치 (59) 에서의 준비 상황에 대응하여 이루어진다. 또, 성형 장치 (59) 에 코어 유닛을 설치할 때에 실시하도록 해도 된다.
도 8 은, 성형 장치 (59) 가 주날개보 (15) 를 성형하는 상태를 나타내는 단면도이다. 아래 틀 (61) 위에 그 형상을 따라 유리 섬유를 겹쳐 둔다. 이 겹침량은, 앞쪽 가장자리측 구조재 (41) 가 소요하는 두께가 얻어질 때까지이다.
그 위에, 코어재 (39) 를 소정 위치에 둔다. 그 위에, 뒤쪽 가장자리측 구조재 (43) 가 소요하는 두께가 얻어질 때까지 유리 섬유를 겹쳐 둔다.
이것이 종료되면, 윗 커버 (63) 를 아래 틀 (61) 쪽으로 이동시켜 폐쇄한다.
이 상태로 진공 펌프를 작동시켜, 틀 내의 공기를 흡인한다. 이 상태에서, 수지 공급 배관 (67) 에 의해, 예를 들어 액상의 에폭시 수지를 공급한다. 에폭시 수지는, 앞쪽 가장자리측 구조재 (41) 및 뒤쪽 가장자리측 구조재 (43) 의 유리 섬유, 그리고 코어재 (39) 의 섬유층 (55) 에 충전된다.
도시되지 않은 가열 수단으로 가열하여 에폭시 수지를 경화시킨다.
이로써 앞쪽 가장자리측 구조재 (41), 뒤쪽 가장자리측 구조재 (43) 및 코어재 (39) 는 에폭시 수지에 의해 강고하게 일체화된다. 주날개보 (17) 를 동일하게 하여 형성한다.
도 9 는, 성형 장치 (59) 가 복측 외피 (13a) 를 성형하는 상태를 나타내는 단면도이다. 아래 틀 (61) 위에 그 형상을 따라 복측 외피 (13a) 의 외측 부분이 소요하는 두께가 얻어질 때까지 유리 섬유를 겹쳐 둔다.
그 위에, 코어재 (29a, 31a, 33a) 를 각각 소정 위치에 둔다. 그 위에, 복측 외피 (13a) 의 내측 부분이 소요하는 두께가 얻어질 때까지 유리 섬유를 겹쳐 둔다.
그리고, 상기한 주날개보 (15) 와 동일하게 하여 이들을 일체적으로 형성한다.
또, 배측 외피 (13b) 를 동일하게 하여 형성한다.
배측 외피 (13b) 를 내측이 되는 쪽을 위로 하여 설치하고, 앞쪽 가장자리측 가더 (21b) 의 소정 위치에 주날개보 (15) 의 일단을, 뒤쪽 가장자리측 가더 (23b) 의 소정 위치에 주날개보 (17) 의 일단을 접착한다.
그 후, 복측 외피 (13a) 를 내측이 되는 쪽을 아래로 하고, 앞쪽 가장자리측 가더 (21a) 의 소정 위치에 주날개보 (15) 의 타단을, 뒤쪽 가장자리측 가더 (23a) 의 소정 위치에 주날개보 (17) 의 타단을 접착한다.
그리고, 복측 외피 (13a) 및 배측 외피 (13b) 의 전연부 및 후연부를 접합시킨다.
이와 같이, 코어재 (29, 31, 33, 39, 49) 는 섬유층 (55) 에 수지, 예를 들어 에폭시 수지가 충전되므로, 섬유층 (55) 은 섬유 강화 수지층이 된다.
이 섬유층 (55) 은 평면에서 보면 종횡으로 교차하도록, 또한 각각 두께 방향으로 관통하도록 배치되어 있으므로, 코어재 (29, 31, 33, 39, 49) 의 강도를 충분히 확보할 수 있다.
따라서, 섬유층 (55) 사이의 공간을 채우는 발포 플라스틱 (57) 에는 높은 강도를 요구할 필요가 없어지므로, 경량이며 저가의 저밀도 발포체를 형성하는, 예를 들어 폴리이소시아누트를 사용할 수 있어 풍차 날개 (9) 의 비용을 저감시킬 수 있다.
섬유층 (55) 에 충전되는 에폭시 수지가 코어재 (29, 31, 33, 39, 49) 와, 코어재를 덮는 샌드위치 구조체의 표면, 이면의 섬유층과의 접착 기능을 갖기 때문에, 이들과 코어재 (29, 31, 33, 39, 49) 가 일체가 되어 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 이들에 충전되는 수지는 동일 에폭시 수지이므로, 더욱 강고하게 결합되어, 더욱 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 주날개보 (15, 17), 중앙 샌드위치 구조체 부분 (19), 앞쪽 가장자리측 샌드위치 구조체 부분 (25) 및 뒤쪽 가장자리측 샌드위치 구조체 부분 (27) 에 코어재 (29, 31, 33, 39, 49) 를 사용하고 있는데, 필요한 강도가 얻어지는 것이면, 혹은 비용이 적당한 것이면, 어느 1 개소에만 사용하도록 해도 된다.
또한, 본 발명은 상기 서술한 실시형태에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 적절히 변경할 수 있다.
1 : 풍력 발전 장치
9 : 풍차 날개
13 : 외피
15 : 주날개보
17 : 주날개보
19 : 중앙 샌드위치 구조체 부분
25 : 앞쪽 가장자리측 샌드위치 구조체 부분
27 : 뒤쪽 가장자리측 샌드위치 구조체 부분
29 : 코어재
31 : 코어재
33 : 코어재
35 : 코어 유닛
37 : 보정 코어 유닛
39 : 코어재
49 : 코어재
55 : 섬유층
57 : 발포 플라스틱체
9 : 풍차 날개
13 : 외피
15 : 주날개보
17 : 주날개보
19 : 중앙 샌드위치 구조체 부분
25 : 앞쪽 가장자리측 샌드위치 구조체 부분
27 : 뒤쪽 가장자리측 샌드위치 구조체 부분
29 : 코어재
31 : 코어재
33 : 코어재
35 : 코어 유닛
37 : 보정 코어 유닛
39 : 코어재
49 : 코어재
55 : 섬유층
57 : 발포 플라스틱체
Claims (7)
- 섬유 강화 플라스틱제의 외피로 형성되는 풍차 날개로서,
평면에서 보면 교차하도록 배치되며, 각각 두께 방향으로 관통하여 수지의 유로가 되는 섬유층과 그 섬유층 사이의 공간을 채우는 발포 플라스틱이 일체적으로 형성된 코어재를, 상기 섬유층에 수지가 충전된 형태로 상기 외피의 샌드위치 구조체 부분에 사용하는 풍차 날개. - 제 1 항에 있어서,
상기 샌드위치 구조체 부분은, 대향 배치되는 상기 외피 사이에 걸쳐져 있는 주날개보에 형성되어 있는 풍차 날개. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 샌드위치 구조체 부분은, 상기 외피의 내면에 형성되어 있는 풍차 날개. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코어재는 사용되는 부위의 형상으로 형성되는 풍차 날개. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코어재는 복수의 유닛으로 되어 있으며, 이 유닛에 의해 사용되는 부위의 형상으로 조립되는 풍차 날개. - 제 5 항에 있어서,
상기 유닛은 직방체 형상으로 되어 있으며, 사용되는 부위의 형상으로 형성하기 위하여 형상 보정용 보정 유닛을 사용하는 풍차 날개. - 상기 제 1 항 내지 제 6 항에 기재된 풍차 날개를 사용하여 발전하는 풍력 발전 장치.
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