WO2013128682A1 - 繊維強化プラスチック発熱体および該発熱体を備えた風力発電装置 - Google Patents

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WO2013128682A1
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reinforced plastic
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fiber
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新藤　健太郎
秀康 藤岡
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三菱重工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a fiber reinforced plastic heating element in which a heat source is incorporated into a resin composite material containing reinforcing fibers, and in particular, wind power generation provided with a fiber reinforced plastic heating element that has a function of preventing icing on a blade and de-icing. Relates to the device.
  • the wind power generator has a configuration in which a nacelle is supported on an upper portion of a tower and a hub to which a plurality of blades are attached is rotatably supported by the nacelle. And in a wind power generator, the kinetic energy of a wind is converted into the rotational energy of a braid
  • wind turbine generators have been increased in size for the purpose of improving power generation efficiency. Along with this, the blades are becoming longer and the surface area of the blades is increased, so that the influence of icing is also increased. Therefore, a structure capable of preventing icing and deicing is required in a structure including a blade.
  • Patent Document 1 describes an anti-icing device having a plurality of heating means for heating a blade of a rotating device.
  • a heater is used as the heating means, and the position of the icing object is specified with an optical fiber, and ice is deiced or icing is suppressed by heating the ice with the heater.
  • Patent Document 2 a large number of nanostructure pins are arranged on the outer surface of a structure such as a front edge portion of an aircraft over an outer surface range including a specific portion that becomes a stagnation point.
  • An anti-icing device for applying energy by means of energy application is described.
  • the energy applying means a heater and a pulse generator are described.
  • the nanostructured pin flows backward without adhering supercooling water, so that the portion other than the stagnation point can be prevented from icing, and the other portion can be deiced by the energy applying means.
  • Patent Document 3 describes a composite material structure including a composite material portion made of a composite material and a conductor portion made of a conductor.
  • the conductor portion is a portion for obtaining a function of ice prevention in an aircraft, and also functions as a heating element for at least one of molding and assembly at the time of manufacture.
  • JP 2011-122533 A JP 2009-298198 A JP 2009-107515 A
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has a lightweight structure and a function of preventing icing and deicing, and a fiber-reinforced plastic heating element capable of bearing the strength of the structure and the heating element. It aims at providing the wind power generator provided with.
  • the fiber-reinforced plastic heating element is a fiber-reinforced plastic heating element formed by laminating a plurality of layers, and includes a first layer composed of a carbon fiber-reinforced plastic layer, a carbon fiber-reinforced plastic layer, and conductivity.
  • a second layer made of any one of the metal layers, an insulating layer disposed between the first layer and the second layer, and a connection part for electrically connecting the first layer and the second layer
  • a power source that is electrically connected to the first layer and the second layer, and that allows a current to flow through an electrical path including the first layer, the connection portion, and the second layer.
  • Carbon fiber reinforced plastic is known to generate heat when it conducts electricity. Carbon fiber reinforced plastics are also known to be light and strong. Therefore, by using a carbon fiber reinforced plastic layer as a part of the layered product, it is possible to provide a heat generation function, that is, a function of preventing icing or deicing, while being a structural member having high specific strength. Become. Specifically, according to the fiber reinforced plastic heating element, the first layer composed of the carbon fiber reinforced plastic layer, the second layer composed of one of the fiber reinforced plastic layer and the conductive metal layer, and the space between them. And the insulating layer arranged in a stacked manner, and the first layer and the second layer are electrically connected by the connecting portion.
  • the metal layer mainly functions as a conductive material that transmits current, but depending on its resistance value, it can also be used as a heating element.
  • the insulating layer may be glass fiber reinforced plastic.
  • the strength as the structure can be further improved while ensuring the insulation between the first layer and the second layer.
  • connection portion may have a configuration in which one end of the first layer and the second layer is bent and brought into contact with the other.
  • the connecting portion may be a metal member inserted between these layers so as to contact the first layer and the second layer, respectively.
  • the electrical conductivity can be improved by connecting the first layer and the second layer with the metal member, and the carbon fiber reinforced plastic can effectively generate heat by the current supplied from the power source. .
  • the joining interface between the metal member and the first layer and the second layer may be formed in a tapered shape.
  • the bonding strength at the bonding interface can be increased by forming the bonding interface between the metal material and the first layer and the second layer in a tapered shape.
  • the edge part of the said 1st layer and said 2nd layer which contacts the said connection part in the taper shape so that the thickness of an outer edge side may respectively become thin.
  • the bonding strength at the bonding interface between the metal material and the first layer and the second layer can be increased.
  • the adhesion area of the joint interface increases at the joint between different materials, and the change in elastic modulus becomes continuous and the local peak stress is reduced. As a result, the bonding strength can be increased.
  • each of the first layer, the second layer, and the insulating layer is formed in a tapered shape such that the thickness on the outer edge side is reduced, and the connection portion is formed in the tapered first layer and You may arrange
  • the bonding strength at the bonding interface between the metal material and the first layer and the second layer is increased as described above. can do.
  • the durability can be improved and the joint portion can be simplified.
  • the wind power generator according to the present invention includes a blade formed at least in part by the fiber-reinforced plastic heating element. According to the wind power generator, it is possible to provide a wind power generator including a blade having a heat generation function, that is, a function of preventing icing or deicing, while having high specific strength.
  • a carbon fiber reinforced plastic layer is used as a part of a layered product, and two conductive layers (at least one of which is a carbon fiber reinforced plastic) provided on both surfaces of an insulating layer and electrically connected at a connecting portion.
  • a heat generation function that is, a function of preventing icing or deicing, while the structural member has a high specific strength.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a fiber-reinforced plastic heating element according to the first embodiment of the present invention.
  • the fiber reinforced plastic heating element 1 mainly includes a carbon fiber reinforced plastic layer 2 as a first layer, a carbon fiber reinforced plastic layer 3 as a second layer, and an insulating layer 4.
  • Each of the carbon fiber reinforced plastic layers (hereinafter referred to as CFRP layers) 2 and 3 may have a structure in which a plurality of sheet-like carbon fiber reinforced plastics (hereinafter referred to as CFRP) are laminated.
  • CFRP layers 2 and 3 have a flat plate shape, but may have a curvature according to the shape of a structure to be applied (for example, a blade of a wind power generator or a main wing of an aircraft).
  • the insulating layer 4 is disposed between the CFRP layers 2 and 3. That is, the CFRP 2, the insulating layer 4, and the CFRP layer 3 are stacked in this order. Therefore, the CFRP layers 2 and 3 are located on both surfaces of the insulating layer 4.
  • the insulating layer 4 is preferably a glass fiber reinforced plastic layer (hereinafter referred to as GFRP layer).
  • GFRP layer glass fiber reinforced plastic layer
  • the strength as the structure can be further improved while ensuring the insulation between the CFRP layers 2 and 3.
  • the GFRP layer may have a structure in which a plurality of sheet-like glass fiber reinforced plastics are stacked.
  • connection unit 5 electrically connects the CFRP layers 2 and 3.
  • the connecting portion 5 is preferably provided at one end of the CFRP layers 2 and 3.
  • the end of one CFRP layer 2 is bent and brought into contact with the other CFRP layer 3, and these are joined at a contact site to ensure electrical connection.
  • an electrical path including the CFRP layer 2, the connection portion 5, and the CFRP layer 3 is formed.
  • Another configuration example of the connection unit 5 will be described later.
  • the lamination direction and the lamination of the CFRP layer 2-GFRP layer 4-CFRP layer 3 The direction may be the same direction or a different direction.
  • the arrangement direction of the reinforcing fibers contained in the CFRP layers 2 and 3 is not particularly limited. However, in the case of the long fiber-reinforced plastic heating element 1, from the viewpoint of the strength of the heating element and the ease of manufacturing, the longitudinal direction is set. It is preferable that the reinforcing fibers are arranged along.
  • a sheet-like CFRP and a sheet-like glass fiber reinforced plastic may be laminated and impregnated with a resin, and then integrally molded by a vacuum impregnation method in which the resin is solidified.
  • GFRP sheet-like glass fiber reinforced plastic
  • this molding method first, a sheet-like CFRP and a sheet-like GFRP are stacked on a mold, and these are covered with a bag film and sealed. At this time, a release film and a mesh sheet used as a resin diffusion medium are interposed between the bag film and CFRP and GFRP.
  • the inside of a bag film is vacuum-sucked and liquid resin is inject
  • the resin when the end portion of the CFRP 2 is bent to form the connection portion 5, the resin may be cured by vacuum suction with the end portion of the CFRP 2 bent.
  • the connection portion is formed of a metal member
  • the CFRP and the metal member can be connected to each other by molding while pressing the CFRP and the metal member with an external pressure during vacuum suction.
  • the fiber-reinforced plastic heating element 1 can be manufactured by laminating and arranging the adhesive between the sheet-like CFRP and the sheet-like GFRP, respectively, and solidifying the adhesive. .
  • the manufacturing method of the fiber reinforced plastic heating element 1 is not limited to the above.
  • the DC power supply 15 has one terminal 16 connected to the CFRP layer 2 and the other terminal 17 connected to the CFRP layer 3. Then, by applying a voltage between them, a direct current is caused to flow through an electrical path composed of the CFRP layer 2, the connection portion 5, and the CFRP layer 3.
  • the DC power supply terminals 16 and 17 are preferably provided at the end of the CFRP layer 2 on the side opposite to the connection portion 5.
  • the CFRP 2 and 3 generate heat by causing a current to flow through the CFRP layers 2 and 3 by the DC power source 15 during cold. Thereby, the structure is heated, and it is possible to prevent icing and deicing on the surface of the structure.
  • the CFRP layers 2 and 3 are used as a part of the laminated body, and are provided on both surfaces of the insulating layer 4 and electrically connected by the connecting portion 5.
  • a current between two conductive layers at least one of which is the CFRP layer 2 or 3
  • connection part 5 demonstrated the example formed from the one end part of one CFRP layer 2 in the above-mentioned 1st Embodiment, you may employ
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing another configuration example of a connection portion between CFRP layers.
  • 2A to 2E includes a metal member 6 inserted between these layers so as to be in contact with the CFRP layers 2 and 3, respectively.
  • the metal member 6 is a connection member made of a conductive metal, and as the conductive metal, for example, copper, iron, aluminum, or an alloy thereof is used.
  • the metal member 6 constituting the connection portion 5 includes a flat plate portion 6a provided in the stacking direction of the CFRP layers 2 and 3 and the insulating layer 4, and substantially perpendicular to the flat plate portion 6a. And an extended portion 6b extending in the shape of a T-shaped cross section.
  • One CFRP layer 2 is bent at one end as in FIG. 1, and the bent portion and the end of the other CFRP layer 3 are in contact with the flat plate portion 6a. Further, the end of the bent portion of one CFRP layer 2 and the end of the other CFRP layer 3 are in contact with the extending portion 6b. Thereby, the CFRP layers 2 and 3 are electrically connected.
  • the conductivity can be improved, and the CFRP layers 2 and 3 can effectively generate heat by the current supplied from the power supply 15. it can.
  • the metal member 7 constituting the connecting portion 5 is composed of a flat plate portion 7a provided in the stacking direction of the CFRP layers 2 and 3 and the insulating layer 4.
  • the flat plate portion 7 a is arranged in the stacking direction of the CFRP layers 2 and 3 and the insulating layer 4.
  • the edge part of one CFRP layer 2 and the edge part of the other CFRP layer 3 are contacting the flat plate part 7a, respectively.
  • the CFRP layers 2 and 3 are electrically connected.
  • the shape of the metal member 7 can be simplified by connecting the CFRP layers 2 and 3 with the metal member 7 formed of the flat plate portion 7a.
  • the metallic member 8 constituting the connecting portion 5 is formed such that the joint interface with the CFRP layers 2 and 3 is tapered. That is, the metal member 8 has a tapered shape whose thickness decreases from the end surface 8a in the extending direction of the CFRP layers 2 and 3 and the insulating layer 4. Corresponding to the taper surfaces 8b, 8b of the metal member 8, the end portions of the CFRP layers 2, 3 contacting the metal member 8 are also tapered so that the thickness on the outer edge side is reduced. ing. Thus, by forming the bonding interface between the metal material 8 and the CFRP layers 2 and 3 in a tapered shape, the bonding strength at the bonding interface can be increased.
  • the adhesion area of the joint interface increases at the joint between different materials, and the change in elastic modulus becomes continuous and the local peak stress is reduced. As a result, the bonding strength can be increased.
  • the metal member 9 constituting the joint portion 5 has a concave cross section, and the end portion of the insulating layer 4 is inserted into the concave portion 9a.
  • the CFRP layers 2 and 3 are in contact with the outer surfaces 9b and 9b of the recess 9a. Furthermore, the end portions of the CFRP layers 2 and 3 that are in contact with the outer surfaces 9b and 9b are each tapered so that the thickness on the outer edge side is reduced.
  • the bonding strength at the bonding interface between the metal material 9 and the CFRP layers 2 and 3 is increased with a simplified structure. can do.
  • the CFRP layers 2 and 3 and the insulating layer 4 are each formed in a tapered shape so that the thickness on the outer edge side becomes thin. Further, the metal member 10 constituting the connecting portion is disposed so as to cover the end portions of the tapered CFRP layers 2 and 3, respectively.
  • the bonding strength at the bonding interface between the metal material 10 and the CFRP layers 2 and 3 is increased and the durability is improved.
  • a simplified structure can be obtained.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a connection portion between a CFRP layer and an external circuit. That is, it is an enlarged view of a portion A shown in FIG.
  • the external circuit refers to a circuit including the DC power supply 15 and the terminals 16 and 17.
  • the CFRP layers 2 and 3 are connected to an external circuit by metal members provided at the ends of the CFRP layers 2 and 3, respectively. Yes.
  • electrical conductivity can be improved by connecting via a metal member.
  • a metal member 21 that contacts one CFRP layer 2 and a metal member 22 that contacts the other CFRP layer 2 are provided electrically independently.
  • Each of the metal members 21 and 22 has a tapered shape whose thickness decreases as the distance from the connection-side end faces 21a and 22a in the extending direction of the CFRP layers 2 and 3 and the insulating layer 4 increases.
  • the ends of the CFRP layers 2 and 3 are also tapered.
  • the metal members 23 and 24 constituting the joint portion are each formed in a flat plate shape, and one surface of these metal members 23 and 24 is in contact with the insulating layer 4. The other surface is in contact with the CFRP layers 2 and 3. Further, the end portions of the CFRP layers 2 and 3 that are in contact with the other surface are formed in a tapered shape so that the thickness on the outer edge side is reduced. Thus, by forming the end portions of the CFRP layers 2 and 3 in a tapered shape, the bonding strength at the bonding interface between the metal materials 23 and 24 and the CFRP layers 2 and 3 can be achieved with a simplified structure. Can be high.
  • the metal members 25 and 26 constituting the joint are formed such that the cross section in the stacking direction is tapered, and the opposing taper angles are substantially the same.
  • a recess is formed in the CFRP layers 2 and 3 according to the tapered metal members 25 and 26, and the tips of the metal members 25 and 26 are inserted into the recesses.
  • the insulating layer 4 is in contact with the base portions (contact side portions) of the metal members 25 and 26. Thereby, it is possible to increase the bonding strength at the bonding interface between the metal materials 25 and 26 and the CFRP layers 2 and 3 and to improve the durability.
  • FIG. 4 is a configuration example of the wind power generator 30.
  • the wind power generator 30 includes one or more (three in this example) blades 35, a hub 36 to which the blades 35 are attached, and a nacelle that supports the rotor 35 including the blades 35 and the hub 36. 33 and a tower 32 that rotatably supports the nacelle 33.
  • the rotation of the rotor 34 is input from the main shaft 38 to the generator 39 via the speed increaser 38, and electric power is generated in the generator 39.
  • the tower 32 is erected on the foundation.
  • the foundation is provided on the ground in the case of an onshore wind power generator and on the sea in the case of an offshore wind power generator.
  • the wind power generator 30 according to the present embodiment can be applied to both onshore wind power generators and offshore wind power generators.
  • the blade 35 has a long shape extending from the blade root portion 35A connected to the hub 36 to the blade tip portion 35B.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • the blade 35 mainly includes an outer skin material 41, a spar cap (main strength material) 42, and a shear web (spar material) 43.
  • the spar cap 42 is mainly formed of fiber reinforced plastic (FRP).
  • the outer skin material 41 constitutes the airfoil of the blade 35 together with other portions.
  • the outer skin material 41 and other portions may be formed of, for example, a glass fiber plastic layer or a core material.
  • the shear web 43 extends in the wing length direction in the internal space of the outer skin material 41. Further, the shear web 43 combines the spar cap 42 provided on the back side and the spar cap 42 provided on the abdomen side, thereby increasing the strength of the blade 35.
  • the blade 35 is often composed of fiber-reinforced plastic. Therefore, by using the fiber reinforced plastic heating element 10 according to the present embodiment as at least a part of the blade 35, it is possible to provide the function of preventing icing and deicing while maintaining the original strength as a structure. it can.
  • the fiber-reinforced plastic heating element 10 is disposed at the front edge of the blade 35.
  • the blade 35 of the wind power generator 1 mainly collides with the leading edge of most of the wind containing moisture. Therefore, the leading edge of the blade 35 is likely to be iced. Therefore, by disposing the fiber reinforced plastic heating element 10 at the front edge of the blade 35, the function of preventing icing and deicing can be effectively exhibited.
  • the fiber-reinforced plastic heating element 1 ′ of this embodiment has the same configuration as the fiber-reinforced plastic heating element 10 of the first embodiment described above, except that one carbon fiber-reinforced plastic is replaced with a metal mesh. . Therefore, here, the same reference numerals are given to members common to the first embodiment, and the description thereof is omitted, and the description will focus on parts different from the first embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a fiber-reinforced plastic heating element according to the second embodiment of the present invention.
  • the fiber reinforced plastic heating element 1 ′ is mainly composed of a CFRP layer 2 as a first layer, a metal mesh 51 as a second layer, and an insulating layer 4. And a connection unit 5 and a DC power supply 15.
  • the metal mesh 51 is made of a conductive metal.
  • the conductive metal for example, copper, iron, aluminum, or an alloy thereof is used.
  • the metal mesh 51 will be described as an example.
  • the metal mesh 51 may not be a mesh as long as it is a flat body made of a conductive metal.
  • the CFRP layer 2 is disposed on one surface of the insulating layer 4, and the metal mesh 51 is disposed on the other surface. Further, the CFRP layer 2 and the metal mesh 51 are electrically connected by the connecting portion 5. In this way, by using the metal mesh 51 on one surface of the insulating layer 4, a lightning current flows through the metal mesh 51 during a lightning strike on the structure, so that damage to the CFRP layer 2 can be avoided. .
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example in which the fiber-reinforced plastic heating element according to the second embodiment of the present invention is applied to a blade.
  • this fiber-reinforced plastic heating element 1 ′ is applied to the blade 35 of the wind power generator 1 (see FIG. 4)
  • the CFRP layer 2 is positioned on the side facing the blade 35 from the viewpoint of protecting the CFRP layer 2 during lightning strikes.
  • the configuration of the fiber-reinforced plastic heating element 1 ′ shown in FIG. 8 is adopted as a test body, and a plate-like CFRP layer 2 (CFRP; density 1520 kg / m 2 , specific heat 1065 J / kgK) of 10 m long ⁇ 50 cm wide ⁇ 2 mm thick.
  • CFRP plate-like CFRP layer 2
  • the electric resistance of 9.71 ⁇ 10 ⁇ 6 ⁇ m was applied and a current of 40 A was applied from the DC power source 15 for 3 hours, the surface temperature could be increased by 51.8 ° C. in the CFRP layer region. From this result, when the fiber reinforced plastic heating element 1 ′ is operated while being energized, the ice at the interface in contact with the blade 35 is melted by energizing for 3 hours or more when the wind power generator 1 is stopped. Can be deiced.
  • FIG. 9 will be briefly described.
  • the fiber-reinforced plastic heating element 1 ′′ shown in FIG. 9 is not formed by laminating each layer (CFRP layer 2, insulating layer 4, CFRP layer 3) in the thickness direction as in the first and second embodiments.
  • Each layer is arranged in the in-plane direction of the heating element 1 ′′.

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Abstract

　軽量な構造で着氷防止および脱氷の機能を有するとともに、構造体の強度を担うことができる繊維強化プラスチック発熱体および該発熱体を備えた風力発電装置を提供することを目的とし、複数の層が積層されて形成される繊維強化プラスチック発熱体（１）であって、炭素繊維強化プラスチック層からなる第１層（２）と、炭素繊維強化プラスチック層および導電性金属層のいずれか一方からなる第２層（３）と、第１層（２）と第２層（３）との間に配置される絶縁層（４）と、第１層（２）および第２層（３）を電気的に接続する接続部（５）と、第１層（２）および第２層（３）に電気的に接続され、第１層（２）、接続部（５）および第２層（３）からなる電気的経路に電流を流す電源（１５）とを備える。

Description

繊維強化プラスチック発熱体および該発熱体を備えた風力発電装置
　本発明は、強化繊維を含む樹脂系複合材に発熱源を組み込んだ繊維強化プラスチック発熱体に関し、特に、ブレードへの着氷防止および脱氷の機能を有する繊維強化プラスチック発熱体を備えた風力発電装置に関する。
　風力発電装置のブレードや航空機の主翼等の自然環境下で使用される構造体は外気に晒されるので、寒冷の場合、降雪や降氷雨時などに着氷することがある。さらに着氷した氷が成長すると、構造体の重量が増加したり、あるいは風力発電装置のブレードや航空機の主翼においては空気抵抗の増加や揚力減少等を招くことから、運転が適性に実施されないことが懸念される。
　こういった着氷が問題となる装置の一つとして、風力発電装置が挙げられる。風力発電装置は、タワーの上部にナセルが支持され、複数のブレードが取り付けられたハブがナセルに回転自在に支持された構成を有する。そして、風力発電装置では、風の運動エネルギーをブレード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に変換するようになっている。近年、風力発電装置は、発電効率の向上を目的として大型化が進められている。これに伴ってブレードも長大化しつつあり、その表面積も大きくなることから着氷の影響も大きくなる。したがって、ブレードを始めとした構造体において着氷防止および脱氷可能な構成が求められている。
　例えば、特許文献１には、回転機器のブレードを加熱する複数の加熱手段を有する着氷防止装置が記載されている。加熱手段としてはヒータが用いられ、光ファイバで着氷物の位置を特定し、ヒータで氷を加熱することにより脱氷あるいは着氷を抑制している。
　また、特許文献２には、航空機の前縁部等の構造体の外表面において、よどみ点となる特定部分を含む外表面範囲に亘ってナノ構造のピンが多数配列されるとともに、外表面にエネルギ付与手段によってエネルギを付与する防除氷装置が記載されている。エネルギ付与手段としては、ヒータやパルス発生器が記載されている。ナノ構造のピンによって、過冷却水が付着せずに後方に流れていくので、よどみ点以外の部分は着氷を防止でき、さらにその他の部分はエネルギ付与手段によって脱氷することができる。
　さらに、特許文献３には、複合材からなる複合材部と、導電体からなる導電体部とを備えた複合材製構造体が記載されている。導電体部は、航空機における防除氷の機能を得るための部分であるとともに、製造時には成形および組立の少なくとも一方のために発熱体として機能する。
特開２０１１－１２２５３３号公報 特開２００９－２９８１９８号公報 特開２００９－１０７５１５号公報
　上記したように、従来から着氷防止および脱氷を目的として、構造体に加熱源を設ける構成は種々提案されている。しかしながら、特許文献１および特許文献２のように、加熱源として構造体にヒータを設置すると、構造体の重量が増加してしまうという問題があった。また、ヒータとして用いられる金属線は、ヒータ機能のみを考慮して設置されているので、構造体の強度を担う部材として機能することは殆どなく、着氷防止および脱氷が不要な場面では単なる重量部材として存在するのみとなる。
　一方、特許文献３のように、構造体に設けた導電体部に通電することで発熱させることはできるが、この導電体部は主に複合材の成形または組立時に用いられるものであり、着氷防止および脱氷に必要な部位以外にも設けられると考えられる。その場合、不要な電力を消費することとなり、電力コストが嵩んでしまう。さらに、この特許文献３においても、導電体部として金属メッシュが記載されているが、これのみでは構造体の強度を担う部材として機能することは殆ど考えられない。
　本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、軽量な構造で着氷防止および脱氷の機能を有するとともに、構造体の強度を担うことができる繊維強化プラスチック発熱体および該発熱体を備えた風力発電装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る繊維強化プラスチック発熱体は、複数の層が積層されて形成される繊維強化プラスチック発熱体であって、炭素繊維強化プラスチック層からなる第１層と、炭素繊維強化プラスチック層および導電性金属層のいずれか一方からなる第２層と、前記第１層と前記第２層との間に配置される絶縁層と、前記第１層および前記第２層を電気的に接続する接続部と、前記第１層および前記第２層に電気的に接続され、前記第１層、前記接続部および前記第２層からなる電気的経路に電流を流す電源とを備えることを特徴とする。
　炭素繊維強化プラスチックは、電気を通すことで発熱することが知られている。また、炭素繊維強化プラスチックは、軽量で且つ強度が高いことも知られている。そこで、炭素繊維強化プラスチック層を積層体の一部の層として用いることで、高比強度を有する構造部材でありながら、発熱機能、すなわち着氷防止または脱氷の機能を付与することが可能となる。具体的には、上記繊維強化プラスチック発熱体によれば、炭素繊維強化プラスチック層からなる第１層と、維強化プラスチック層および導電性金属層のいずれか一方からなる第２層と、これらの間に配置される絶縁層とを積層配置し、第１層および第２層を接続部によって電気的に接続する。これにより、第１層、接続部および第２層により電気的経路が形成される。この電気的経路に電流を流すことによって、炭素繊維強化プラスチックで形成された層から発熱し、着氷防止または脱氷の機能を発揮できる。ここで、第２層として導電性金属層を用いる場合、金属層は主に電流を伝える導電材として働くが、その抵抗値によっては発熱体としても利用可能である。
　上記繊維強化プラスチック発熱体において、前記絶縁層が、ガラス繊維強化プラスチックであってもよい。
　このように、絶縁層をガラス繊維強化プラスチックで形成することによって、第１層および第２層間の絶縁性を確保しながら、構造体としての強度をより一層向上させることができる。
　上記繊維強化プラスチック発熱体において、前記接続部が、前記第１層および前記第２層の一方の端部を屈曲させて他方に接触させた構成を有してもよい。
　これにより、他の接続用部材を用いることなく第１層と第２層を接続できるので、接続部の構造を簡素化できる。
　上記繊維強化プラスチック発熱体において、前記接続部が、前記第１層および前記第２層にそれぞれ接触するようにこれらの層の間に挿入された金属製部材であってもよい。
　このように、金属製部材によって第１層と第２層を接続することにより、導電率を向上させることができ、電源から供給される電流によって炭素繊維強化プラスチックで効果的に発熱させることができる。
　この場合、前記金属製部材と、前記第１層および前記第２層との接合界面をそれぞれテーパ状に形成してもよい。
　このように、金属製材料と第１層および第２層との接合界面をそれぞれテーパ状に形成することによって、接合界面における接合強度を高くすることができる。
　あるいは、前記接続部に接触する前記第１層および前記第２層の端部を、それぞれ、外縁側の肉厚が薄くなるようなテーパ状に形成してもよい。
　このように、第１層および第２層の端部をテーパ状に形成することによって、金属製材料と第１層および第２層との接合界面における接合強度を高くすることができる。すなわち、接合界面をテーパ形状に形成することで、異種材料間の接合部において接合界面の接着面積が増加し、弾性率の変化も連続的となって局所的なピーク応力が低減するので、結果として接合強度を高くすることができる。
　あるいは、前記第１層、前記第２層および前記絶縁層を、それぞれ、外縁側の肉厚が薄くなるようなテーパ状に形成するとともに、前記接続部を、前記テーパ状の前記第１層および前記第２層の端部を被覆するように配置してもよい。
　このように、第１層、第２層および絶縁層を、それぞれテーパ状に形成することによって、上記と同様に、金属製材料と第１層および第２層との接合界面における接合強度を高くすることができる。さらに、この構成によれば、耐久性を向上させることができるとともに、接合部を簡素化された構造とすることができる。
　本発明に係る風力発電装置は、上記繊維強化プラスチック発熱体によって少なくとも一部が形成されるブレードを有することを特徴とする。
　上記風力発電装置によれば、高比強度を有しながら、発熱機能、すなわち着氷防止または脱氷の機能を有するブレードを備える風力発電装置とすることができる。
　本発明は、炭素繊維強化プラスチック層を積層体の一部の層として用いるとともに、絶縁層の両面に設けられて接続部で電気的に接続される２つの導電層（少なくとも一方は炭素繊維強化プラスチック層）の間に電流を流すことによって、高比強度を有する構造部材でありながら、発熱機能、すなわち着氷防止または脱氷の機能を付与することが可能となる。
本発明の第１実施形態に係る繊維強化プラスチック発熱体を示す斜視図である。 ＣＦＲＰ層同士の接続部の他の構成例を示す断面図である。 ＣＦＲＰ層と外部回路との接続部の構成例を示す断面図である。 風力発電装置の構成例を示す図である。 ブレードの構成例を示す図であり、（Ａ）は平面図で、（Ｂ）は（Ａ）のＡ－Ａ線断面図である。 本発明の第１実施形態に係る繊維強化プラスチック発熱体をブレードに適用した例を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る繊維強化プラスチック発熱体を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る繊維強化プラスチック発熱体をブレードに適用した例を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る繊維強化プラスチック発熱体の変形例を示す斜視図である。
　以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載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、特定的な記載がない限り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。
［第１実施形態］
　図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る繊維強化プラスチック発熱体について説明する。なお、図１は、本発明の第１実施形態に係る繊維強化プラスチック発熱体を示す斜視図である。
　図１に示すように、繊維強化プラスチック発熱体１は、主に、第１層である炭素繊維強化プラスチック層２と、第２層である炭素繊維強化プラスチック層３と、絶縁層４と、接続部５と、直流電源１５とを備える。
　炭素繊維強化プラスチック層（以下、ＣＦＲＰ層と称する）２，３はいずれも、シート状の炭素繊維強化プラスチック（以下、ＣＦＲＰと称する）が複数積層された構造であってもよい。これらのＣＦＲＰ層２，３は、平板形状を有しているが、適用する構造体（例えば風力発電装置のブレードや航空機の主翼）の形状に応じて曲率を有していてもよい。
　絶縁層４は、ＣＦＲＰ層２，３の間に配置される。すなわち、ＣＦＲＰ２、絶縁層４、ＣＦＲＰ層３の順に積層配置される。したがって、絶縁層４の両面にＣＦＲＰ層２，３が位置することとなる。また、絶縁層４は、ガラス繊維強化プラスチック層（以下、ＧＦＲＰ層と称する）であることが好ましい。このように、絶縁層４をガラス繊維強化プラスチック層で形成することによって、ＣＦＲＰ層２，３間の絶縁性を確保しながら、構造体としての強度をより一層向上させることができる。なお、絶縁層４としてＧＦＲＰ層を用いる場合、ＧＦＲＰ層は、シート状のガラス繊維強化プラスチックが複数積層された構造であってもよい。
　接続部５は、ＣＦＲＰ層２，３を電気的に接続する。この接続部５は、ＣＦＲＰ層２，３の一側の端部に設けられることが好ましい。なお、図１では一例として、一方のＣＦＲＰ層２の端部を屈曲させて他方のＣＦＲＰ層３に接触させ、これらを接触部位で接合することによって電気的な接続を確保している。これにより、ＣＦＲＰ層２、接続部５、ＣＦＲＰ層３からなる電気的経路が形成される。接続部５の他の構成例は後述する。
　なお、ＣＦＲＰ層２，３が、シート状の炭素繊維強化プラスチックを複数積層した構造である場合、その積層方向と、ＣＦＲＰ層２－絶縁層４－ＣＦＲＰ層３の積層方向とは、同一の方向であっても異なる方向であってもよい。同様に、絶縁層４としてＧＦＲＰ層が用いられ且つＧＦＲＰ層がシート状のガラス繊維強化プラスチックを複数積層した構造である場合、その積層方向と、ＣＦＲＰ層２－ＧＦＲＰ層４－ＣＦＲＰ層３の積層方向とは、同一の方向であっても異なる方向であってもよい。また、ＣＦＲＰ層２，３に含まれる強化繊維の配列方向についても特に限定されないが、長尺の繊維強化プラスチック発熱体１の場合、発熱体の強度および製造し易さの観点から、長手方向に沿って強化繊維が配置されることが好ましい。
　ここで、繊維強化プラスチック発熱体１の製造方法の例を以下に述べる。
　一つの方法として、シート状のＣＦＲＰおよびシート状のガラス繊維強化プラスチック（以下、ＧＦＲＰと称する）をそれぞれ積層配置して樹脂を含浸させ、固化させる真空含浸法によって一体に成型してもよい。この成型方法は、まず、シート状のＣＦＲＰとシート状のＧＦＲＰとを成形型上に積層配置し、これらをバッグフィルムで覆って密閉する。このとき、バッグフィルムとＣＦＲＰおよびＧＦＲＰとの間に離型フィルムと樹脂の拡散媒体として用いるメッシュシートとを介装しておく。そして、バッグフィルムの内側を真空吸引し、バッグフィルムの内部に液状樹脂を注入して硬化させる。樹脂が硬化した後、離型フィルムを剥離してバッグフィルムとメッシュシートとを除去することによって、ＣＦＲＰ層およびＧＦＲＰ層からなる繊維強化プラスチック発熱体１が製造できる。
　なお、図１に示すように、ＣＦＲＰ２の端部を屈曲させて接続部５を形成する場合、ＣＦＲＰ２の端部を屈曲させた状態で真空吸引して樹脂を硬化させてもよい。また、後述するように、接続部を金属製部材によって形成する場合、真空吸引時の外圧で、ＣＦＲＰと金属製部材を互いに押しつけながら成型することでこれらを連結することができる。
　また、別の方法として、シート状のＣＦＲＰおよびシート状のＧＦＲＰの間に接着剤を介装しながらそれぞれ積層配置し、接着剤を固化させることによって繊維強化プラスチック発熱体１を製造することができる。
　ただし、繊維強化プラスチック発熱体１の製造方法は上記に限定されるものではない。
　直流電源１５は、一側の端子１６がＣＦＲＰ層２に接続され、他側の端子１７がＣＦＲＰ層３に接続される。そして、これらの間に電圧を印加することによってＣＦＲＰ層２、接続部５、ＣＦＲＰ層３からなる電気的経路に直流電流を流す。なお、直流電源の端子１６，１７は、接続部５とは反対側のＣＦＲＰ層２の端部に設けられることが好ましい。
　上記構成を備える繊維強化プラスチック発熱体１によれば、寒冷時に、直流電源１５によってＣＦＲＰ層２，３に電流を流すことで、ＣＦＲＰ２，３が発熱する。これにより、構造体が加熱され、構造体表面への着氷防止および脱氷が可能となる。
　以上説明したように、本実施形態によれば、ＣＦＲＰ層２，３を積層体の一部の層として用いるとともに、絶縁層４の両面に設けられて接続部５で電気的に接続される２つの導電層（少なくとも一方はＣＦＲＰ層２，３）の間に電流を流すことによって、高比強度を有する構造部材でありながら、発熱機能、すなわち着氷防止または脱氷の機能を付与することが可能となる。
　なお、上述の第１実施形態では、接続部５が、一方のＣＦＲＰ層２の一端部から形成される例について説明したが、他の接続部の構成を採用してもよい。図２は、ＣＦＲＰ層同士の接続部の他の構成例を示す断面図である。図２（Ａ）～（Ｅ）に示す接続部の構造は、ＣＦＲＰ層２，３にそれぞれ接触するようにこれらの層の間に挿入された金属製部材６からなる。ここで、金属製部材６は、導電性金属からなる接続用部材であり、導電性金属としては、例えば、銅、鉄、アルミニウム、またはこれらの合金等が用いられる。
　具体的に、図２（Ａ）では、接続部５を構成する金属製部材６は、ＣＦＲＰ層２，３および絶縁層４の積層方向に設けられた平板部６ａと、平板部６ａから略垂直に延出した延出部６ｂとを含み、断面Ｔ字状に形成されている。一方のＣＦＲＰ層２は、図１と同様に一端部が屈曲されており、その屈曲部と他方のＣＦＲＰ層３の端部とが平板部６ａに接触している。また、一方のＣＦＲＰ層２の屈曲部の端部と、他方のＣＦＲＰ層３の端部とが、延出部６ｂに接触している。これにより、ＣＦＲＰ層２，３が電気的に接続される。このように、金属製部材６によってＣＦＲＰ層２，３を接続することにより、導電率を向上させることができ、電源１５から供給される電流によってＣＦＲＰ層２，３で効果的に発熱させることができる。
　図２（Ｂ）では、接続部５を構成する金属製部材７は、ＣＦＲＰ層２，３および絶縁層４の積層方向に設けられた平板部７ａからなる。平板部７ａは、ＣＦＲＰ層２，３および絶縁層４の積層方向に配置される。そして、一方のＣＦＲＰ層２の端部と、他方のＣＦＲＰ層３の端部とが平板部７ａにそれぞれ接触している。これにより、ＣＦＲＰ層２，３が電気的に接続される。このように、平板部７ａからなる金属製部材７によってＣＦＲＰ層２，３を接続することにより、金属製部材７の形状を簡素化することができる。
　図２（Ｃ）では、接続部５を構成する金属製部材８は、ＣＦＲＰ層２，３との接合界面がそれぞれテーパ状に形成されている。すなわち、金属製部材８は、その端面８ａから、ＣＦＲＰ層２，３および絶縁層４の延設方向に離れるほどその肉厚が小さくなるテーパ形状を有する。この金属製部材８のテーパ面８ｂ，８ｂに対応して、金属製部材８に接触するＣＦＲＰ層２，３の端部も、それぞれ、外縁側の肉厚が薄くなるようなテーパ状に形成されている。このように、金属製材料８とＣＦＲＰ層２，３との接合界面をそれぞれテーパ状に形成することによって、接合界面における接合強度を高くすることができる。すなわち、接合界面をテーパ形状に形成することで、異種材料間の接合部において接合界面の接着面積が増加し、弾性率の変化も連続的となって局所的なピーク応力が低減するので、結果として接合強度を高くすることができるものである。
　図２（Ｄ）では、接合部５を構成する金属製部材９は、断面が凹形状に形成され、凹部９ａに絶縁層４の端部が挿入されている。そして、凹部９ａの外面９ｂ，９ｂに、ＣＦＲＰ層２，３が接触している。さらに、外面９ｂ，９ｂに接触するＣＦＲＰ層２，３の端部を、それぞれ、外縁側の肉厚が薄くなるようなテーパ状に形成している。このように、ＣＦＲＰ層２，３の端部をテーパ状に形成することによって、簡素化された構造で以って、金属製材料９とＣＦＲＰ層２，３との接合界面における接合強度を高くすることができる。
　図２（Ｅ）では、ＣＦＲＰ層２，３および絶縁層４を、それぞれ、外縁側の肉厚が薄くなるようなテーパ状に形成している。さらに、接続部を構成する金属製部材１０を、テーパ状のＣＦＲＰ層２，３の端部をそれぞれ被覆するように配置している。このように、ＣＦＲＰ層２，３および絶縁層４を、それぞれテーパ状に形成することによって、金属製材料１０とＣＦＲＰ層２，３との接合界面における接合強度を高くするとともに、耐久性を向上させることができ、さらに、簡素化された構造とすることができる。
　また、ＣＦＲＰ層２，３と、直流電源１５の端子１６，１７との間の接続部は、以下の構成を採用してもよい。図３は、ＣＦＲＰ層と外部回路との接続部の構成例を示す断面図である。つまり、図１で示すＡ部分の拡大図である。ここで、外部回路とは、直流電源１５、端子１６，１７を含む回路をいう。
　図３（Ａ）～（Ｃ）に示す接続部は、ＣＦＲＰ層２，３の端部にそれぞれ設けられた金属製部材によって、ＣＦＲＰ層２，３と外部回路とが接続されるようになっている。このように、金属製部材を介して接続することで、導電率を向上させることができる。
　図３（Ａ）では、一方のＣＦＲＰ層２に接触する金属製部材２１と、他方のＣＦＲＰ層２に接触する金属製部材２２とがそれぞれ電気的に独立して設けられている。各金属製部材２１，２２は、接続側の端面２１ａ，２２ａから、ＣＦＲＰ層２，３および絶縁層４の延設方向に離れるほどその肉厚が小さくなるテーパ形状を有する。このテーパ面２１ｂ，２２ｂに対応して、ＣＦＲＰ層２，３の端部もテーパ形状となっている。このように、金属製材料２１，２２とＣＦＲＰ層２，３との接合界面をそれぞれテーパ状に形成することによって、接合界面における接合強度を高くすることができる。
　図３（Ｂ）では、接合部を構成する金属製部材２３，２４は、それぞれ平板状に形成されており、これらの金属製部材２３，２４の一側の面は絶縁層４に接触し、他側の面はＣＦＲＰ層２，３に接触している。さらに、他側の面に接触するＣＦＲＰ層２，３の端部を、それぞれ、外縁側の肉厚が薄くなるようなテーパ状に形成している。このように、ＣＦＲＰ層２，３の端部をテーパ状に形成することによって、簡素化された構造で以って、金属製材料２３，２４とＣＦＲＰ層２，３との接合界面における接合強度を高くすることができる。
　図３（Ｃ）では、接合部を構成する金属製部材２５，２６は、それぞれ積層方向における断面がテーパ状になるように形成され、且つ対向するテーパ角が略同一となっている。このテーパ状の金属製部材２５，２６に応じて、ＣＦＲＰ層２，３には凹部が形成され、この凹部内に金属製部材２５，２６の先端が挿入されている。絶縁層４は、金属製部材２５，２６の基部（接触側部位）に接触している。これにより、金属製材料２５，２６とＣＦＲＰ層２，３との接合界面における接合強度を高くするとともに、耐久性を向上させることができる。
　なお、本実施形態に係る繊維強化プラスチック発熱体１０は、風力発電装置のブレード、航空機の主翼等のように、外気に晒される各種の構造体に適用できる。
　ここで、一例として、風力発電装置への適用例を説明する。
　図４は、風力発電装置３０の構成例である。図４に示すように、風力発電装置３０は、１本以上（この例では３本）のブレード３５と、ブレード３５が取り付けられるハブ３６と、ブレード３５及びハブ３６を含むロータ３４を支持するナセル３３と、ナセル３３を旋回自在に支持するタワー３２とを備える。なお、ロータ３４の回転は、メインシャフト３８から増速機３８を介して発電機３９に入力されて、該発電機３９において電力が生成されるようになっている。
　タワー３２は、基礎上に立設される。基礎は、陸上風力発電装置の場合は地上に、洋上風力発電装置の場合は洋上に設けられている。なお、本実施形態に係る風力発電装置３０は、陸上風力発電装置及び洋上風力発電装置のいずれにも適用可能である。
　図５（Ａ）に示す風車翼の平面図のように、ブレード３５は、ハブ３６に連結される翼根部３５Ａから翼先端部３５Ｂまで延在する長尺な形状を有している。
　図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＡ－Ａ矢視断面図である。同図に示すように、ブレード３５は、主に、外皮材４１と、スパーキャップ（主強度材）４２と、シアウェブ（桁材）４３とを有する。
　スパーキャップ４２は、主に、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で形成されている。
　外皮材４１は、その他の部分とともにブレード３５の翼形を構成するものである。外皮材４１およびその他の部分は、例えば、ガラス繊維プラスチック層やコア材で形成されていてもよい。
　シアウェブ４３は、外皮材４１の内部空間に、翼長方向に延在している。また、シアウェブ４３は、背側に設けられたスパーキャップ４２と、腹側に設けられたスパーキャップ４２とを結合し、これによりブレード３５の強度を高める。
　このように、ブレード３５は、その大部分が繊維強化プラスチックで構成されることが多い。したがって、本実施形態に係る繊維強化プラスチック発熱体１０を、ブレード３５の少なくとも一部として用いることで、構造体として本来の強度を維持しながら、着氷防止および脱氷の機能を付与することができる。
　特に、図６に示すように、繊維強化プラスチック発熱体１０は、ブレード３５の前縁に配置することが好ましい。風力発電装置１のブレード３５は、水分を含む風の大部分が主に前縁に衝突する。したがって、ブレード３５の前縁は着氷しやすい。そのため、ブレード３５の前縁に繊維強化プラスチック発熱体１０を配置することによって、着氷防止および脱氷の機能を効果的に発揮することができる。
［第２実施形態］
　次に第２実施形態に係る風力発電装置について説明する。本実施形態の繊維強化プラスチック発熱体１’は、一方の炭素繊維強化プラスチックを金属メッシュに替えたことを除けば、既に説明した第１実施形態の繊維強化プラスチック発熱体１０と同様の構成である。したがって、ここでは、第１実施形態と共通する部材には同一の符号を付してその説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
　図７は、本発明の第２実施形態に係る繊維強化プラスチック発熱体を示す斜視図である。同図に示すように、繊維強化プラスチック発熱体１’は、繊維強化プラスチック発熱体１は、主に、第１層であるＣＦＲＰ層２と、第２層である金属メッシュ５１と、絶縁層４と、接続部５と、直流電源１５とを備える。
　金属メッシュ５１は、導電性金属から構成される。導電性金属としては、例えば、銅、鉄、アルミニウム、またはこれらの合金等が用いられる。なお、ここでは金属メッシュ５１を例に説明するが、導電性金属から構成される平板状体であればメッシュ状でなくてもよい。
　繊維強化プラスチック発熱体１’は、絶縁層４の一方の面にＣＦＲＰ層２が配置され、他方の面に金属メッシュ５１が配置される。さらに、ＣＦＲＰ層２と金属メッシュ５１とは、接続部５によって電気的に接続されている。
　このように、絶縁層４の一方の面に金属メッシュ５１を用いることによって、構造体への落雷時に、落雷電流が金属メッシュ５１を通って流れるので、ＣＦＲＰ層２の損傷を回避することができる。
　図８は、本発明の第２実施形態に係る繊維強化プラスチック発熱体をブレードに適用した例を示す断面図である。
　この繊維強化プラスチック発熱体１’を風力発電装置１（図４参照）のブレード３５に適用する場合、落雷時におけるＣＦＲＰ層２の保護の観点から、ＣＦＲＰ層２がブレード３５に面する側に位置し、金属メッシュ５１が外側に位置するように繊維強化プラスチック発熱体１’を配置することが好ましい。
　ここで、第２実施形態に係る繊維強化プラスチック発熱体１’における具体的な実験例について示す。図８に示す繊維強化プラスチック発熱体１’の構成を試験体として採用し、長さ１０ｍ×幅５０ｃｍ×厚さ２ｍｍの板状のＣＦＲＰ層２（ＣＦＲＰ；密度１５２０kg/m2，比熱１０６５J/kgK，電気抵抗率９．７１×１０－６Ωm）を用い、直流電源１５から４０Ａの電流を３時間通電したとき、ＣＦＲＰ層の領域で、表面温度を５１．８℃上昇させることができた。この結果から、繊維強化プラスチック発熱体１’を通電状態として作動させる場合、風力発電装置１の運転停止時に３時間以上の通電を行うことによって、ブレード３５と接触している界面の氷を溶解させて、脱氷させることができる。
　以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、上述の第１実施形態および第２実施形態を適宜組み合わせてもよいし、図９に示す通り面内方向に各層を配置する等の各種の改良や変形を行ってもよいのはいうまでもない。　
　ここで、図９を簡単に説明する。図９に示す繊維強化プラスチック発熱体１”は、第１実施形態および第２実施形態のように肉厚方向に各層（ＣＦＲＰ層２，絶縁層４，ＣＦＲＰ層３）を積層するのではなく、発熱体１”の面内方向に各層を配置している。すなわち、肉厚方向には単一の層のみが配置され、発熱体１”の幅方向に、ＣＦＲＰ層２，絶縁層４，ＣＦＲＰ層３が順に配置されている。そして、ＣＦＲＰ層２とＣＦＲＰ層３の端部が、接続部５で接続された構成となっている。これにより、上述の実施形態と同一の効果が得られる。

Claims (8)

  1. 　複数の層が積層されて形成される繊維強化プラスチック発熱体であって、
    　炭素繊維強化プラスチック層からなる第１層と、
    　炭素繊維強化プラスチック層および導電性金属層のいずれか一方からなる第２層と、
    　前記第１層と前記第２層との間に配置される絶縁層と、
    　前記第１層および前記第２層を電気的に接続する接続部と、
    　前記第１層および前記第２層に電気的に接続され、前記第１層、前記接続部および前記第２層からなる電気的経路に電流を流す電源とを備えることを特徴とする繊維強化プラスチック発熱体。
  2. 　前記絶縁層が、ガラス繊維強化プラスチックであることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化プラスチック発熱体。
  3. 　前記接続部が、前記第１層および前記第２層の一方の端部を屈曲させて他方に接触させた構成を有することを特徴とする請求項１に記載の繊維強化プラスチック発熱体。
  4. 　前記接続部が、前記第１層および前記第２層にそれぞれ接触するようにこれらの層の間に挿入された金属製部材であることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化プラスチック発熱体。
  5. 　前記金属製部材と、前記第１層および前記第２層との接合界面をそれぞれテーパ状に形成したことを特徴とする請求項４に記載の繊維強化プラスチック発熱体。
  6. 　前記接続部に接触する前記第１層および前記第２層の端部を、それぞれ、外縁側の肉厚が薄くなるようなテーパ状に形成したことを特徴とする請求項４に記載の繊維強化プラスチック発熱体。
  7. 　前記第１層、前記第２層および前記絶縁層を、それぞれ、外縁側の肉厚が薄くなるようなテーパ状に形成するとともに、前記接続部を、前記テーパ状の前記第１層および前記第２層の端部を被覆するように配置したことを特徴とする請求項４に記載の繊維強化プラスチック発熱体。
  8. 　請求項１乃至７のいずれかに記載の繊維強化プラスチック発熱体によって少なくとも一部が形成されるブレードを有することを特徴とする風力発電装置。
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