WO2007072961A1 - 風車翼の落雷保護装置 - Google Patents

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Shinji Arinaga
Masaaki Shibata
Nobuyasu Nakamura
Takatoshi Matsushita
Kazuhisa Tsutsumi
Takao Kuroiwa
Toshiyuki Hirano
Kai Karikomi
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Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
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    • Y10T29/49336—Blade making
    • Y10T29/49337—Composite blade

Definitions

  • the surface of the wing [reception for lightning strike is installed, and the lightning current from the receptacle is grounded through a connecting device such as a lead wire or a bypass brush passing through the inside of the wing and the wind turbine body.
  • the present invention relates to a lightning strike protection device for a wind turbine blade grounded therein and a method of assembling the lightning strike protection device.
  • Patent Document 1 PCT-W02004 11 1686 A1 Publication
  • Patent Document 2 PCT-W02005 No. 026538 are means for grounding the earth through a lead wire passing through a wind turbine main body such as a main shaft and a turbine. A1)).
  • a lightning receptor is opened on the ventral outer skin and back skin of the wing in a predetermined cross section of the wing so that lightning is possible.
  • the back of the side skin is fixed with screws, and the lead wires from the reception are connected to the down conductor.
  • Patent Document 1 PCT-W02004 / 1 11686 A 1 Publication
  • Patent Document 2 PCT—W02005 026538 A 1 Publication Background Art
  • the present invention makes it possible to easily assemble a receptor mounted on the tip of a blade, particularly with a small blade profile, and to easily assemble the blade during lightning strikes on the blade. It is an object of the present invention to provide a wind turbine blade lightning protection device and an assembling method of the lightning protection device that can effectively cope with a pressure increase generated inside.
  • the present invention achieves such an object by installing a lightning receptor on the surface of the wing, and passing the lightning current from the receptor through a connecting wire such as a lead wire or a bypass brush through the inside of the wing and the wind turbine body.
  • an internal space of the wing including the periphery of the base plate in the reception assembly is filled with an adhesive.
  • an adhesive a methacrylate-based adhesive is suitable.
  • the invention of the method of assembling a lightning strike protection device for a wind turbine blade configured as described above comprises installing a lightning receptor on the surface of the blade, and supplying a lightning current from the receptor to the interior of the blade and the wind turbine body.
  • a method of assembling a lightning protection device that grounds to the ground through a connecting device such as a lead wire or a bypass brush, wherein a base plate made of a conductor and connected to the lead wire is inserted into the blade, and the base plate and the blade The base plate is fixed to the inside of the wing by filling an adhesive with the outer skin of the wing, and a receptor insertion hole is formed through the wing's outer skin and the adhesive, and the receptor is placed through the receptacle insertion hole.
  • a receptor for lightning strike is fixed to and supported by a single plate made of a conductor and embedded in a wing, and a reception wire assembly is formed, and a ground wire is connected to the base plate.
  • the structure is extremely simple, and the lightning receptor is fixed and supported on the base plate so that it can be easily assembled into a wing. .
  • the unit of the receptor assembly can be arbitrarily installed at a lightning-triggered part such as a blade tip part or an intermediate part, the handling property is also improved.
  • the air in the inner space can be eliminated and replaced with an adhesive. It is possible to avoid an increase in the air pressure in the internal space due to the expansion of the air in the internal space, and it is possible to prevent the blade from being damaged due to the increase in the air pressure in the internal space.
  • ventral skin and the back skin of the wing can be bonded via the adhesive, the strength of the wing can be improved.
  • the following configuration is preferable.
  • the receptacle assembly is provided at the tip of the wing (Claim 3).
  • the reception assembly is provided on the tip side of the main girder frame embedded in the wing length direction inside the wing (Claim 4).
  • the receptor support is provided at the tip of the wing, which does not require a strength frame and does not need to maintain strength, the base plate of the receptor assembly can be easily embedded inside the wing. Even with wings, it is possible to easily install the reception assembly.
  • the reception assembly is configured as a disc-type reception assembly, and one or a plurality of the reception assembly on the ventral side and the back side of the wing are provided.
  • the dorsal receptor is displaced on the surface of the wing and fixed to the base sprayer (claim 5).
  • the wing thickness is small and the dimension between the ventral skin and the dorsal skin is small, such as the tip of the wing. Even if it is a part, you can easily install the reception assembly on both the ventral side and the back side. wear. '
  • the receptor assembly is provided inside the tip of the blade, and an adhesive is filled into the inner space around the base plate in the receptor assembly, and the blade interior other than the filling portion of the adhesive
  • the space is filled with foamed urethane resin (Claim 6).
  • the internal space is filled with adhesive (tip) and foamed urethane resin (portion other than the tip) over the entire length of the wing.
  • a light receiving lamp is fixed and supported on a base plate made of a conductor embedded in a wing to form a receptor assembly, and a ground wire is connected to the base plate.
  • the structure is extremely simple, and the receiving receptor is fixed and supported on the base plate, so that it can be easily assembled into the wing.
  • the unit of the receptor assembly can be arbitrarily installed at a portion where there is a possibility of lightning, such as a blade tip portion or an intermediate portion, the handling property is also improved.
  • FIG. 1 shows a lightning strike protection device for a wind turbine blade according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A is a partially enlarged sectional view of the tip of the wind turbine blade (Z enlarged view of FIG. 2), and
  • FIG. 1B is FIG. FIG.
  • FIG. 2 is a side view of a single blade of the embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic side view of a wind turbine equipped with a lightning strike protection device according to the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic side view of a wind turbine equipped with a lightning strike protection device according to the present invention.
  • 2 is a mouth / head and 1 is a plurality of wings attached to the outer periphery of the rotor head 2.
  • . 3 is a main shaft constituting the output shaft of the low head 2
  • 4 is a main bearing
  • 8 is a generator
  • 5 is a speed increase of the mouth / head 2 to the rated speed of the electric machine 8
  • the machine 6 is a coupling for connecting the speed increaser 5 and the generator 8.
  • 7 is a nacelle
  • 7 a is a chisel base plate that supports the nacelle 7
  • 9 is a dinner set up on the ground.
  • Reference numeral 10 denotes a swivel turning shaft interposed between the tower 9 and the nacelle base plate 7a
  • reference numeral 11 denotes a blade swivel bearing which supports each blade 1 on the rotor head 2.
  • 1 0 0 is a tip receptacle for landing attached to the tip of each blade 1.
  • 2 1 is a down conductor with a lead wire from each tip receptacle 10.0.
  • the bypass conductor 22 is connected to the tower 9 and grounded.
  • the present invention relates to a lightning protection device for a windmill shown in FIG. 4 and a method for assembling the lightning protection device. .
  • FIG. 1 (A.) is a partially enlarged cross-sectional view of the tip of the wind turbine blade according to the embodiment of the present invention.
  • (Z-Z enlarged view of Fig. 2) (B) is a cross-sectional view taken along the line A-A in (A). is there.
  • FIG. 2 is a side view of a single blade of the above-described embodiment
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
  • reference numeral 1 denotes a wing.
  • a tip receptor 100 is attached to the tip, and an intermediate receptor 40 is attached to the middle part of the wing length.
  • Reference numeral 41 denotes a reinforcing frame embedded in the blade 1 from the blade root portion in the blade length direction, l b is a ventral outer skin of the blade, and la is a back skin.
  • the down conductor 21 is connected to a base plate 30 (see FIG. 1 for details) which is an output end of the tip receptacle 100 and the intermediate receptacle 40, and the blade 1 is disposed inside the blade 1.
  • a base plate 30 (see FIG. 1 for details) which is an output end of the tip receptacle 100 and the intermediate receptacle 40, and the blade 1 is disposed inside the blade 1.
  • Top of the wing bottom made of a conductor wired toward the root It is connected to a plate (not shown), and the bypass conductor 22 is connected to the top plate.
  • the intermediate receptor 40 is made of a stainless steel material (it may be a conductor), and the ventral skin 1 b of the wing '1 and It is opened on the surface of the back skin 1a to allow lightning strikes, and is fixed to the back side of the ventral skin 1b and the back skin 1a with port 40b.
  • 40 0 a is a conductor from the intermediate receiver 40 and is connected to the down conductor 2.1.
  • 39 is a foamed urethane resin (details will be described later).
  • 3 2 is a blade receptor for lightning of the tip of the blade tip installed on the top surface of the tip of the blade 1, and 3 1 a and 3 lb are lightning discreceptors installed on both sides of the tip of blade 1 on both sides of the blade tip.
  • the rod receptor 3 2 is preferably made of a Cu—W alloy, and the receptors 3 1 a and 3 1 b are preferably made of a stainless steel material. .
  • Reference numeral 30 denotes a base plate made of a conductor, which is embedded inside the tip of the blade 1.
  • the rod receptacle 32 is fixed to the blade top side of the base plate 30 via the rod 3 2a, and on both sides of the base plate 30 as shown in FIG. 1 (B).
  • the disk receptacle 3 1 a and 3 1 b are screwed in (3 8 a and 3 8 b are threaded parts) and fixed.
  • the base plate 30 is connected to the down conductor 21 through the connection terminal portion 36.
  • 3 5 is a FRP stopper for holding the down conductor. '
  • Adhesive 37 is filled inside the ventral outer skin 1 b and the back outer skin 1 a, and the base plate 30 is positioned and fixed inside the wing 1 by the adhesive 37.
  • the adhesive 37 is filled in the inner space of the wing 1 including the circumference of the base plate 30 in the reception assembly, thereby eliminating the air in the inner space and the adhesive 37.
  • the air pressure in the internal space can be prevented from increasing due to the expansion of the air in the internal space during lightning strike on the wing 1. Is possible. As a result, it is possible to prevent the blade from being damaged due to the increase in air pressure in the internal space.
  • ventral skin 1 b and the back skin 1 a of the wing 1 can be bonded via the adhesive 37, the strength of the wing can be improved.
  • the left and right disc receptacles 3 1 a and 3 1 b screwed into both sides of the base plate 3 ′ 0 in the receptacle assembly are in the chord direction of the blade 1
  • the base plate 30 is screwed and fixed.
  • the left and right disc receptacles 3 1 a and 3 1 b are shifted along the surface of the wing 1 so that the ventral outer skin lb, such as the tip of the wing 1, can be obtained.
  • the disc receptacles 3 1a and 3 1b can be easily installed on both the ventral side and the dorsal side.
  • the tip receptacle 110 is provided at the front end side of the main girder frame 41, there is no main girder frame 41 and it is not necessary to maintain strength.
  • a tip receptacle 100 is provided at the tip of the blade 1. Therefore, the base plate 30 of the tip receptor 100 can be easily embedded in the wing 1, and even if it is against a wing that does not have a lightning protection device, the tip receptor can be easily installed. 1 0 0 can be retrofitted.
  • the tip T is provided with a tip receptacle 100 at the tip of the wing 1 and the inner space around the base plate 30 in the tip receptacle 100 is filled with adhesive 37.
  • the inside of the blade other than the filling portion of the adhesive 37 is filled with urethane foam resin 39 as shown in FIGS.
  • the inner space is filled with the adhesive 37 (tip portion) and the urethane foam resin 39 (portion other than the tip portion) over the entire length of the blade 1, and the attachment to the blade 1 is achieved.
  • the light receiving rod reception 3 2 and the disk reception 3 1 a avoir3 1 b are fixed to the base plate 30 made of a conductor and embedded in the blade 1. Since the tip receptor (receptor assembly) 10 0 0 is formed in support, and the down conductor 2 1 having the grounding conductor 2 1 is connected to the base plate 30, the structure is extremely simple, , Lightning rod receptor 3 2 and disc receptor 3 1 a, 3 1 b are fixed and supported on base plate 30, so that it is “unitized” so that assembly to blade 1 can be performed easily.
  • chip receptacle: (receptor assembly) 100 unit can be arbitrarily installed at a lightning-triggered part such as the tip part or the middle part of the blade 1, the handling property is also improved.
  • the present invention it is possible to easily assemble a receptacle mounted on the tip of a blade, particularly with a small blade profile, and to generate it inside the blade during lightning strike. It is possible to provide a lightning striker protection device for a wind turbine blade and an assembling method of the lightning strike protection device that can effectively cope with the pressure rise.

Abstract

本発明は、殊に翼プロフィールが小さくなる翼の先端部に装着されるレセプタを簡単な構造で且つ容易に組立可能とし、さらには翼への着雷時において翼の内部に発生する圧力上昇への有効な対処を施すために、翼の表面に着雷用のレセプタを設置し、該レセプタからの雷電流を翼の内部及び風車本体部を挿通した導線あるいはバイパスブラシ等の接続機器を通して地中にアースする風車翼の落雷保護装置であって、導電体からなり前記導線が接続されるベースプレートを前記翼の内部に埋設するとともに、該ベースプレートに前記レセプタを翼の表面に臨ませて固定、支持してなるレセプタ組立品をそなえたことを特徴とする風車翼の落雷保護装置及び該落雷保護装置の組立方法を提供する。

Description

明 細 書 風車翼の落雷保護装置 技術分野
本発明は、 翼の表面【こ着雷用のレセプ夕を設置し、 該レセプ夕からの雷電流を 翼の内部及び風車本体部を揷通した導線あるいはバイパスブラシ等の接続機器を 通して地中にアースする風車翼の落雷保護装置及び該落雷保護装置の組立方法に 関する。 '
風車翼への落雷から翼及び風車装置全体を保護する手段として、 翼の表面に着 雷用のレセプ夕を設置し、 該レセプ夕への着雷による雷電流を翼の内部 ¾びロー 夕ヘッド、 主軸、 タヮ一等の風車本体部を揷通した導線を通して地中にアースす る手段が、 たとえば特許文献 1 (PCT—W02004 11 1686 A1号 公報）、特許文献 2 (PCT-W02005ノ 026538 A 1号公報）等によ つて提供されている。 ' 特許文献 1の技術においては、 翼の先端部から翼長に沿って翼の表面に着雷用 のレセプタを複数箇所に設置し、 各レセプ夕からの雷電流を翼の内部及び風車本 体部を揷通した導線を通して地中にアースするように構成されている。
特許文献 2の技術においては、 着雷用のレセプタを、 翼の所定断面において、 翼の腹側外皮及び背 外皮の表面に開放して着雷可能とし、 該レゼプ夕を腹側外 皮及び背側外皮の裏面にねじでそれぞれ固定し、 該レセプ夕からの導線をダウン コンダクタに接続している。
【特許文献 1】 PCT-W02004/1 11686 A 1号公報 【特許文献 2】 PCT— W02005 026538 A 1号公報 背景技術
しかしながら、 特許文献 1の技術にあっては、 翼の先端部から翼長に沿って着 雷用のレセプ夕を複数箇所に設置し、 各レセプ夕からの雷電流を翼の内部及び風 車本体部を挿通した導線を通して地中にアースするように構成されているにとど まり、'また特許文献 2の技術にあっては、 着雷用のレセプ夕を Γ翼の腹側外皮及 び背側外皮の表面に開放して着雷可能とするとともに該レセプ夕を腹側外皮及び 背側外皮の裏面にねじでそれぞれ固定するように構成されているにとどまり、 特 許文献 1及び 2のいずれにおいても、 翼プロフィールが小さくなる翼の先端部へ のレセプ夕の効果的な組付手段や、 翼への着雷時において翼の内部に発生する圧 力上昇への対処策等については全く開示されていない。、 発明の開示
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、 殊に翼プロフィールが小さくなる翼の 先端部に装着されるレセプタを簡単な構造で且つ容易に組立可能とし、 さらには 翼への着雷時において翼の内部に発生する圧力上昇への有効な対処を施し得る風 車翼 落雷保護装置及び該落雷保護装置の組立方法を提供することにある。
本発明ほかかる目的を達成するもので、翼の表面に 雷用のレセプ夕を設置し、 該レセプタからの雷電流を翼の内部及び風車本体部を挿通した導線あるいはバイ パスブラシ等の接続機器を通して地中にアースする風車翼の落雷保護装置であつ' て、 導電体からなり前記導線が接続され ベースプレートを前記翼の内部に埋設 するとともに、 前記レセプタを翼の表面に臨ませて前記ベースプレートに固定、 支持してなるレセプ夕組立品をそなえたことを特徴とする。
この発明において、 好ましくは、 前記レセプ夕組立品におけるベースプレート の周囲を含む前記翼の内部空間に接着剤を充填する。 この接着剤としては、 メタ クリレート系の接着剤が好適である。
また、 前記のように構成された風車翼における落雷保護装置の組立方法の発明 は、 翼の表面に着雷用のレセプ夕を設置し、 該レセプタからの雷電流を翼の内部 及び風車本体部を揷通した導線あるいはバイパスブラシ等の接続機器を通して地 中にアースする落雷保護装置の組立方法であつて、 導電体からなり導線が接続さ れるベースプレートを翼の内部に挿入し、 該ベースプレートと翼の外皮との間に 接着剤を充填して該ベースプレートを翼の内部に固定し、 翼の外皮及び接着剤を 貫通してレセプタ挿入穴を形成し、 該レセプ夕挿入穴を通してレセプタを前記べ —スプレートに固定することを特徴とする。 かかる発明によれば、 導電体からなり翼の内部に埋設された 一スプレートに 着雷用のレセプタを固定、 支持してレセプ夕組立品を形成し、 該ベースプレート にアース用の導線を接続するので、 構造がきわめて簡単であるとともに、 ベース プレートに着雷用のレセプタを固定、 支持してユニット化されているので、 翼へ の組立が容易にできる。 .
また、 該レセプタ組立品のユニットを翼の先端部、 中間部等の着雷可能性のあ る部位に任意に設置できるので、 取扱い性も良好となる。
また、 前記レセプ夕組立品におけるベースプレートの'周囲を含む翼の内部空間 に接着剤を充填することにより、 内部空間の空気を排除して接着剤に置き換える ことができて、 翼への着雷時における前記内部空間の空気の膨張によって該内部 空間の空気圧力が上昇するのを回避することが可能となり、 かかる内部空間の空 気圧 上昇に伴う翼の破損の発生を防止できる。
加えて、 前記接着剤を介して翼の腹側外皮と背側外皮とを接着できることとな るため、 翼の強度を向上できる。 ， . また、 かかる発明において、 具体的には次のように構成するのが好ましい。
( 1 ) 前記翼の先端部に前記レセプ夕組立品を設ける，（請求項 3 )。 この場合、 好ましくは前記レセプ夕組立品を、 前記翼の内部に翼長方向に埋設された主桁フ レームよりも先端側に設ける （請求項 4 )。
このように構成すれば、 丰桁フレームが無く強度保持の必要のない翼の先端部 にレセプタ維立品を設けるので、 該レセプ夕組立品のベースプレートを翼の内部 に容易に埋設でき、 既存の翼であっても簡単にレセプ夕組立品の装着が可能とな る。
( 2 ) 前記レセプ夕組立品は、 前記レセプ夕をディスク式レセプ夕に構成して 前記翼の腹側及び背側のぞれぞれに 1個または複数個設け、 前記腹側のレセプ夕 及び背側のレセプタを翼の表面においてずらして前記べ一スプレー卜に固定され る （請求項 5 )。
このように構成すれば、 レセプタ組立品を翼の表面に沿ってずらして設置する ことにより、 翼の先端部のような、 腹側外皮と背側外皮との間の寸法が小さい翼 厚の薄い部分であっても、 腹側及び背側の両側にレセプ夕組立品を容易に設置で きる。'
( 3 ) 前記翼の先端部の内部に前記レセプタ組立品を設けて、 該レセプ夕組立 品におけるベースプレートの周囲の内部空間に接着剤を充填するとともに、 該接 着剤の充填部以外の翼内部空間には発泡ゥレタン樹脂を充填する （請求項 6 )。
このように構成すれば、 翼の全長に亘つて内部空間が接着剤 （先端部） 及び発 泡ウレタン樹脂 （先端部以外の部分） で充填されることとなり、 翼への着雷時に おける翼の内部空間の空気の膨張及び空気圧力上昇、 及びこれによる翼の破損の 発生に対する防止効果が大きくなる。
本発明によれば、 翼の内部に埋設された導電体製のベースプレートに着雷用の レ プ夕を固定、 支持して'レセプタ組立品を形成し、 該ベースプレートにアース 用の導線を接続するので、 構造がきわめて簡単であるとともに、 ベースプレート に着霄用のレセプタを固定、 支持してユニット化されているので、 翼への組立が 容易にできる。 また、 該レセプタ組立品のユニットを翼の先端部、 中間部等の着 雷可能性のある部位に任意に設置できるので、 取扱い性も良好となる。
また、 前記べ一スプレー卜の周囲を含む翼の内部空間に接着剤を充填すること により、 翼への着雷時における内部空間の空気の膨張によって該内部空間の空気 任力が上昇するのを回避できて、 かかる内部空間の空気圧力上昇に伴う翼の破損 の発 ^を防止できる。 ： 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明め実施例に係る風車翼の落雷保護装置を示し、 図 1 Aは風車翼 の先端部の部分拡大断面図（図 2の Z部拡大図）、図 1 Bは図 1 Aにおける A— A 線断面図である。
図 2は、 前記実施例における翼の単体側面図である。
図 3は、 図 2における B— B線断面図である。
図 4は、 本発明に係る落雷保護装置を装備した風車の概略側面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。 但し、 この実施例 に記載されている構成部品の寸法、 材質、 形状、 その相対配置 どは特に特定的 な記載がない限り、 この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、 単なる 説明例にすぎない
図 4は本発明に係る落雷保護装置を装備した風車の概略側面図であり、 図にお いて、 2は口一夕ヘッド、 1は該ロータヘッド 2の外周に複数個取り付けられた 翼である。 3は該ロー ヘッド 2の出力軸を構成する主軸、 4は主軸受、 8は発 電機、 5は前記口一夕へッド 2の回転を前記 電機 8の定格回転数まで増速する 増速機、 6は該増速機 5と発電機 8とを連結するカップリングである。 7はナセ ル、 7 aは該ナセル 7を支持するチセル台板、 9は地上に立設された夕ヮ一であ る？
1 0は前記タワー 9とナセル台板 7 aとの間に介装されたョ一旋回軸 、 1 1 . は前^各翼 1をロータへッド 2に支持する翼旋回軸受である。
1 0 0は前記各翼 1の先端部に取り付けられた着曽用のチップレセプ夕である。 2 1は各チップレセプ夕 1 0.0からの導線をそなえたダウンコンダクタで、 各ダ ゥンコンダク夕 2 1は翼旋回軸受バイパスブラシ 2 3及び主軸受バイパスブラシ' 2 4を経て、 バイパス導線 2 2に接続され、 該バイパス導線 2 2が,タワー 9に接 続されて大地にアースされるようになっている。
本,発明は図 4に示される風車の落雷保護装置及び該落雷保護装置の組立方法に 係るものである。 . '
図 1 (A.) は本発明の実施例に係る風車翼の先端部の部分拡大断面図. （図 2の Z部拡大図）、 (B) は （A) における A— A線断面図である。 図 2は前記実施例 における翼の単体側面図、 図 3は図 2における B— B線断面図である。
図 2において、 1は翼で、 先端部にチップレセプタ 1 0 0が、 翼長の中間部に 中間レセプ夕 4 0がそれぞれ取り付けられている。 4 1は該翼 1の内部に翼根部 から翼長方向に埋設された補強用のフレーム、 l bは翼の腹側外皮、 l aは背側 外皮である。
また、 前記ダウンコンダクタ 2 1は、 前記チップレセプ夕 1 0 0及び中間レセ プ夕 4 0の出力端であるベースプレート 3 0 (図 1参照 詳細は後述） に接続さ れるとともに前記翼 1の内部に翼根に向けて配線されて導体からなる翼底部の天 板 （図示省略） に接続され、 該天板に前記バイパス導線 2 2が 続されている。 前記中間レセプ夕 4 0の翼 Γへの取付態様を示す図 3において、 前記中間レセ プタ 4 0はステンレス鋼材で構成し（導電体であればよい）、翼' 1の腹側外皮 1 b 及び背側外皮 1 aの表面に開放されて着雷可能とし、 該腹側外皮 1 b及び背側外 皮 1 aの裏面にポルト 4 0 bでそれぞれ固定されている。 4 0 aは前記中間レセ プ夕 4 0からの導線で ^記ダウンコンダクタ 2. 1に接続されている。 3 9は発泡 ウレタン樹脂である （詳細は後述)。
前記チップレセプタ 1 0 0の詳細を示す図 1 (A)， ('Β) において、 3 2は翼 1の先端部の頂面に設置された翼頂先端部着雷用の ϋッドレセプ夕、 3 1 a， 3 l bは翼 1の先端部の両側面に設置された翼頂両側部着雷用のディスクレセプタ である。'前記ロッドレセプタ 3 2は C u— W合金が好適で、 またディス レセプ 夕 3 1 a , 3 1 bはステンレス鋼材が好適であるが、 いずれも導電体であればよ い。 .
3 0は導電体からなるベースプレートで、 翼 1の先端部の内側に埋設されてい る。 図 1 (A) のように該ベースプレート 3 0の翼頂側には前記ロッドレセプ夕 3 2がロッド 3 2 aを介して固定され、 図 1 (B) のように該ベースプレート 3 0の両側部にはディスクレセプ夕 3 1 a , 3 1 bがそれぞれねじ込まれて （ 3 8 a , 3 8 bはねじ部） 固定されている。 図 1 (A) のように、 前記ベースプレー ト 3 0は接続端子部 3 6を介してダウンコンダクタ 2 1に接続きれている。 3 5 はダウンコンダクタ保持用の F R P製止め具である。 '
図 1 (B) のように、 前記ベースプレート 3 0に前記ロッドレセプタ 3 2 ¾び 両側のディスクレセプタ 3 1 a , 3 1 bが固定されてなるレセプ夕組立品おける 該ベースプレート 3 0の周囲の、 腹側外皮 1 b及び背側外皮 1 aの内側には接着 剤 3 7が充填され、 該接着剤 3 7によって前記ベースプレート 3 0が翼 1の内部 に位置決めされて固定される。
このように構成すれば、 前記レセプ夕組立品におけるベースプレート 3 0の周 囲を含む翼 1の内部空間に接着剤 3 7を充填することにより、 該内部空間の空気 を排除して接着剤 3 7に置き換えることができて、 翼 1への着雷時における前記 内部空間の空気の膨張によって該内部空間の空気圧力が上昇するのを回避するこ とが可能となる。 これにより、 かかる内部空間の空気圧力上昇 伴う翼の破損の 発生を防止できる。
また、 前記接着剤 3 7を介して翼 1の腹側外皮 1 bと背側外皮 1 aとを接着で きこととなるため、 翼の強度を向上できる。
また、 図 1 (B) のように前記レセプ夕組立品における前記べ一スプレート 3 ' 0の両側部にねじ込まれた左右のディスクレセプ夕 3 1 a及び 3 1 bは、 翼 1の 弦方向にずらして配置され、前記ベースプレート 3 0にねじ込み固定されている。 このように構成すれば、 前記左右のディスクレセプ夕' 3 1 a及び 3 1 bを翼 1 の表面に沿ってずらして設置することにより、 翼 1の先端部のような、 腹側外皮 l bと背側外皮 1 aとの間の寸法が小さい翼厚の'薄い部分であっても、 腹側及び 背側の両側にディスクレセプ夕 3 1 a及び 3 1 bを容易に設置できる。
また、 図 2のように、 かかる実施例においては、 前記主桁フレーム 4 1よりも 先端側にチップレセプ夕 1 0 0を^けているので、 主桁フレーム 4 1が無く強度 保持の必要のない翼 1の先端部にチップレセプ夕 1 0 0を設けることとなる。 従. つて、.該チップレセプタ 1 0 0のべ一スプレート 3 0を翼 1の内部に容易に埋設' でき、 既存の落雷保護装置を持たない翼に対してであつても簡単にチップレセプ 夕 1 0 0の装着が後付けをすることが可能となる。
またかかる実施 におい Tは、 図 1のように前記翼 1の先端部にチップレセプ 夕 1 0 0を設けて該チップレセプ夕 1 0 0におけるベースプレート 3 0め周囲の 内部空間に.接着剤 3 7を充填するとともに、 該接着剤 3 7の充填部以外の翼内部. 空間には、 図 2〜 3のように発泡ウレタン樹脂 3 9を充填している。
このように構成すれば、 翼 1の全長に亘つて内部空間が接着剤 3 7 (先端部） 及び発泡ウレタン樹脂 3 9 (先端部以外の部分） で充填されることとなり、 翼 1 への着雷時における翼 1の内部空間の空気の膨張及び空気圧力上昇、 及びこれに よる翼 1の破損の発生に対する防止効果が大きくなる。
落雷による翼の破損は、 焼損ばかりが原因ではなく、 翼内部での放電により加 熱され膨張した空気の圧力上昇が原因である場合も多いと考えられる。 またこの 場合、 結露などで翼内部に侵入した水分があると、 加熱による液体から気体への 相変化で圧力上昇を助長してしまうので、 極力、 空気（気体） ·水分を排除して翼 を形成することが望ましい。 さらに、 充填材料を発泡ウレタン することで、 必 要以上の重量増加を回避するどもに、 不可避的に存在する気体部分も無数に寸断 される形となるので、 落雷により放電が生じた際にも影響を受ける部分は極僅か で済み、 圧力上昇が起こっても、 翼の強度限界を超えることはない。
前記のように構成された風車翼における落雷保護装置をの組立てるにあたって ； は、 前記ダウンコンダ^タ 2 1が接続されたべ一スプレート 3 0を翼 1の内部空 間に挿入し、 該ベースプレート 3 0と翼 1の外皮 1 a， l bとの間に接着剤 3.7 を充填して、該接着剤 3.7を固め、該ベースプレート 3 0'を翼の内部に固定する。 次いで、 翼の外皮 l a， 1 b及び接着剤 3 7を貫通してレセプ夕挿入穴を形成 し,、 該レセプタ挿入穴を通して前記ロッドレセプタ 3 2及びディスクレセプタ 3 l a , 3 1 bを前記ベースプレート 3 0に固定する。
以上のように、 かかる実施例によれば、 導電体からなり翼 1の内部に埋設され たベースプレート 3 0に着雷用のロッドレセプ夕 3 2 びディスクレセプ夕 3 1 a„ 3 1 bを固定、支持してチップレセプ夕（レセプタ組立品） 1 0 0を形成し、 該ベ スプレート 3 0にアース用の導線 2 1をそなえたダウンコンダクタ 2 1を 接続するので、 構造がきわめて簡単であるとともに、，ベースプレ ト 3 0に着雷 用のロッドレセプタ 3 2及びディスクレセプ夕 3 1 a , 3 1 bを固定、 支持して ' ユニット化されているので'、 翼 1への組立が容易にできる。
また、 前記チップレセ: °夕 （レセプタ組立品') 1 0 0のユニットを翼 1の先端 部、 中間部等の着雷可能性のある部位に任意に設置できるので、 取扱い性も良好 となる。 産業上の利用可能性
本発明によれば、 殊に翼プロフィールが小さくなる翼の先端部に装着されるレ セプ夕を簡単な構造で且つ容易に組立可能とし、 さらには翼への着雷時において 翼の内部に発生する圧力上昇への有効な対処を施し得る風車翼の落雷保護装置及 び該落雷保護装置の組立方法を提供できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 翼の表面に着雷用のレセプ夕を設置し、 該レセプ夕からの雷電流を翼の 内部及び風車本体部を挿通した導線あるいばバイパスブラシ等の接続機器を通し て地中にアースする風車翼の落雷保護装置であって、 導電体からなり前記導線が ； 接続されるべ一スプレートを前記翼の内部に埋設するとともに、 前記レセプ夕を 翼の表面に臨ませて前記ベースプレートに固定、.支持してなるレセプ夕組立品を そなえたことを特徴とする風車翼の落雷保護装置。 '
2 . 前記レセプ夕組立品におけるベースプレー卜の周囲.を含む前記翼の内部 空間に接着剤を充填したことを特徴とする請求項 1記載の風車翼の落雷保護装置。
3 . 前記翼の先端部に前記レセプ夕組立品を設けたことを特徴とする請求項 1ないし 2のいずれかに記載の風車翼の落雷保護装置。
4 . 前記レセプ夕組立品は、 前記翼の内部に翼長方向に埋設された主桁フレ —ムよりも先端側に設けられた とを特徴とする請求項 3記載の風車翼の落雷保. 護装置。 '
5 . 前記レセプタ組立品は、 前記レ プタをディスク式レセプ '夕に構成して 前記翼の腹側及び背側のぞれぞれに 1個または複数個設け、 前記腹側のレセプタ 及び^1側のレセプ夕を翼の表面においてずらして前記ベースプレートに固定して なることを特徴とする請求項 1ないし 3のいずれかに記載の風車翼の落雷保護装
Figure imgf000011_0001
6 . 前記翼の先端部の内部に前記レセプタ組立品を設けて該レセプ夕組立品 におけるベースプレートの周囲の内部空間に接着剤を充填するとともに、 該接着 剤の充填部以外の翼内部空間には発泡ゥレタン樹脂を充填してなることを特徴と する請求項 1記載の風車翼の落雷保護装置。
7 . 翼の表面に着雷用のレセプ夕を設置し、 該レセプ夕からの雷電流を翼の 内部及び風車本体部を揷通した導線あるいはバイパスブラシ等の接続機器を通し て地中にアースする落雷保護装置をそなえた風車翼の落雷保護装置組立方法であ つて、 導電体からなり前記導線が接続されるベースプレートを前記翼の内部に挿 入し、 該べ一スプレートと翼の外皮との間に接着剤を充填して該ベースプレート を翼の内部に固定し、 前記翼の外皮及び接着剤を貫通してレセ^ "タ挿入穴を形成 し、 該レセプ夕挿入穴を通して前記レセプタを前記べ一スプレー卜に固定するこ とを特徴とする風車翼の落雷保護装置組立方法。
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