風車翼
【課題】製造上および運搬上の制約を抑制でき、かつ、軽量化をはかるとともに性能低下や騒音の増大を抑制し得る風車翼を提供する。
【解決手段】横断面が翼形をした長い中空状の空間を形成する外皮１３と、長手方向に縦通され外皮１３を内部から補強する主桁１５と、を備える風車翼１１であって、外皮１３の翼根側部分は、幅方向に前縁１７を含む外皮本体１９と後縁２１を含む分割外皮２３とに分割され、分割外皮２３は、外皮本体１９に対して長手方向に移動可能に、外皮本体１９または主桁１５に取り付けられている。
【解決手段】横断面が翼形をした長い中空状の空間を形成する外皮１３と、長手方向に縦通され外皮１３を内部から補強する主桁１５と、を備える風車翼１１であって、外皮１３の翼根側部分は、幅方向に前縁１７を含む外皮本体１９と後縁２１を含む分割外皮２３とに分割され、分割外皮２３は、外皮本体１９に対して長手方向に移動可能に、外皮本体１９または主桁１５に取り付けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風車翼に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、風力発電装置は、その発電効率の向上および発電量の増大を図るために大型化している。風力発電装置の大型化に伴い風車翼も大型化し、たとえば、翼長が４０メートル以上、最大翼幅が４メートル超となる。さらなる発電量の増大を求めて、翼長および翼幅はさらに大きくなる傾向である。
このように風車翼が大型化されると、製造上および運搬上種々の課題が生じてくる。すなわち、風車翼は軽量とするために、たとえば、繊維で強化されたプラスチック等で製造されているが、製造するシートが大型化すると、製造中に繊維しわ、樹脂未含侵欠陥、接着不良等の製造欠陥が発生するリスクが増加し、製品品質が低下する恐れがある。また、製造時間が長くなる。
【０００３】
製造工場から建設現場までの運搬は、特に陸上運搬において車両や道路等の制約を受けるため、困難なものとなる。運搬が可能としても、たとえば、取扱いに超大型重機を要する等で運搬コストが増加する。
また、一体構造の風車翼とした場合には、運転中に一部分が損傷しても全体を交換することになる。
この課題を解消するものとして、たとえば、特許文献１に示されるように風車翼を長手方向で分割するものが提案されている。これは、分割された風車翼の桁同士を強固に接続することによって一体の風車翼が形成されている。
また、特許文献２に示されるように翼根側における幅の広い部分が、さらに幅方向で前縁側部材と後縁側部材とに分割されているものが提案されている。これは、分割された前縁側部材と後縁側部材とは継ぎ目ができないような状態で固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５９８８４号公報
【特許文献２】特表２００９−５３６７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
運転中の風車翼は、風圧を受けて先端が風向の下流側に向くように大きく撓むし、風を受け回転する際、遠心力による引張荷重を受けるので、状況の変化に応じて長手方向に大きく伸縮、すなわち、曲げ変形することになる。
ところで、特許文献２に示されるものでは、翼頂側に一体的に取り付けられた前縁側部材の長手方向の変形により後縁側部材に長手方向に向けた荷重が作用するので、分割された後縁側部材はそれに耐える強度とする必要がある。このため、後縁側部材は強固な構造とする必要があるため、構造が複雑となるし、重量も増加することとなる。また、後縁側部材も変形するので、空力性能および空力騒音に悪影響を及ぼす恐れがある。
【０００６】
本発明は、前記の事情に鑑み、製造上および運搬上の制約を抑制でき、かつ、軽量化をはかるとともに性能・騒音の劣化を抑制し得る風車翼を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明の一態様は、横断面が翼形をした長い中空状の空間を形成する外皮と、長手方向に縦通され該外皮を内部から補強する桁と、を備える風車翼であって、前記外皮の翼根側部分は、幅方向に前縁を含む外皮本体と後縁を含む分割外皮とに分割され、該分割外皮は、前記外皮本体に対して長手方向に移動可能に、前記外皮本体または前記桁に取り付けられている、風車翼である。
【０００８】
本態様にかかる風車翼によれば、幅方向に分割された外皮本体および分割外皮の単位で製造されるので、一体で製造されるものに比べて、容易に、安価に、品質よく製造することができる。
また、製造された単位で搬送されるので、幅方向の制約条件が緩和される。これにより運搬車の確保、道路の選択等が容易となり、効率的な運搬を行えるので、運搬作業時間の短縮およびコストの低減をはかることができる。
【０００９】
分割外皮は、外皮本体に対して長手方向に移動可能に、外皮本体または桁に取り付けられているので、分割外皮は外皮本体または桁に風車翼の長手方向に対しては相対移動し、長手方向に交差する、たとえば、幅方向には相対移動しないように取り付けられている。したがって、運転中に外皮本体および桁が長手方向に伸縮するように変形したとしても、分割外皮が長手方向に相対移動するので、分割外皮に長手方向に向けた荷重が作用することを抑制することができる。これにより、分割外皮の構造を簡素化することができるとともに軽量化することができるので、風車翼を軽量化することができる。
【００１０】
また、分割外皮は幅方向には外皮本体に対して相対移動しないので、性能・騒音の劣化を抑制することができる。
風車翼の外表面の一部が損傷した場合、当該損傷部分が存在する外皮本体あるいは分割外皮を交換することでよいので、全体を交換する場合に比べて復旧が容易で、安価に行うことができる。
なお、分割外皮をボルト等の結合部材を用いて結合する場合、結合部材の頭部は外皮本体あるいは分割外皮の外表面から突出しないように、言い換えれば、分割外皮を結合部材で結合した状態で外表面が平滑となるようにすることが好ましい。このようにすると、性能・騒音の劣化を一層抑制することができる。
【００１１】
前記態様では、前記分割外皮は、幅方向に対向する前記外皮本体と相互に重複するようにされていてもよい。
このようにすると、分割外皮は外皮本体との結合部で段差が出ないように結合することができ、性能・騒音の劣化を抑制することができる。
【００１２】
前記態様では、前記分割外皮には、長手方向に縦通され前記分割外皮を内部から補強する分割外皮桁が備えられていてもよい。
このようにすると、分割外皮を薄くしても強度を保つことができる。これにより、分割外皮の変形を抑制できるので、性能・騒音の劣化を抑制することができる。
【００１３】
前記態様では、少なくとも、前記本体外皮および前記桁は、長手方向に分割されていてもよい。
このようにすると、製造単位がより小さくできるので、一体で製造されるものに比べて、容易に、安価に、品質よく製造することができる。
また、製造された単位で搬送されるので、長手方向の制約条件が緩和される。これにより運搬車の確保、道路の選択等が容易となり、効率的な運搬を行えるので、運搬作業時間の短縮およびコストの低減をはかることができる。
さらに、製造された単位が小さければ、それぞれの重量がより軽量となるため、取替えを含めた補修時の取扱いがより容易となる。
【００１４】
前記態様では、前記分割外皮は、長手方向に分割された部分分割外皮で構成され、該部分分割外皮同士は移動可能に取り付けられていてもよい。
このようにすると、部分分割外皮の接合が固定されないため、特定の接合部に過大な負荷がかかることを防止することができる。
【００１５】
前記態様では、前記分割外皮は、長手方向に分割された部分分割外皮で構成され、該部分分割外皮同士が結合手段により固定されるように取り付けられていてもよい。
このようにすると、部分分割外皮同士で摺動部が無いため、接合面の耐久性・信頼性を向上させることができる。
【００１６】
前記態様では、前記分割外皮の後縁側端部に、前記空間と外部空間とを接続するドレイン抜孔が形成されていてもよい。
風車翼の構造内部に雨などによる水の浸入があった場合に、その水をドレイン抜孔から外部に排出することができる。
このように、分割外皮にドレイン抜孔を設けているので、ドレイン抜孔の加工が容易である。また、ドレイン抜孔に不具合が生じた場合でも分割外皮を交換するだけでよいので、取替えが容易である。
【００１７】
前記態様では、前記分割外皮部は、導電性を有する結合部材によって取り付けられ、前記結合部材の少なくとも一部と前記空間に設置された本体アースとをアース線によって連結されていてもよい。
結合部材およびその付近に落雷があった場合、雷撃電流を結合部材およびアース線を介して本体アースに流すことができるので、雷撃による分割外皮等の損傷を防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、幅方向に分割された外皮本体および分割外皮の単位で製造されるので、一体で製造されるものに比べて、容易に、安価に、品質よく製造することができる。
また、製造された単位で搬送されるので、運搬作業時間の短縮およびコストの低減をはかることができる。
分割外皮は、外皮本体に対して長手方向に移動可能に、外皮本体または桁に取り付けられているので、分割外皮の構造を簡素化することができるとともに軽量化することができ、風車翼を軽量化することができる。また、分割外皮は幅方向には外皮本体に対して相対移動しないので、性能・騒音の劣化を抑制することができる。
風車翼の外表面の一部が損傷した場合、当該損傷部分が存在する外皮本体あるいは分割外皮を交換することでよいので、全体を交換する場合に比べて復旧が容易で、安価に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる風力発電装置の全体概略構成を示す側面図である。
【図２】本発明の第一実施形態にかかる風車翼を示す斜視図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ断面図である。
【図４】図３のＹ部を拡大して示す部分断面図である。
【図５】図４の部分平面図である。
【図６】図４の締結状態を示す説明図である。
【図７】図６の締結部分を示す部分平面図である。
【図８】本発明の第一実施形態にかかる結合部の別の実施態様を示す部分断面図である。
【図９】本発明の第一実施形態にかかる結合部の別の実施態様を示す部分断面図である。
【図１０】本発明の第一実施形態にかかる結合部の別の態様を示す部分断面図である。
【図１１】本発明の第二実施形態にかかる風車翼を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第三実施形態にかかる分割外皮を示す側面図である。
【図１３】図１２のＺ−Ｚ断面図である。
【図１４】本発明の第四実施形態にかかる風車翼を示す断面図である。
【図１５】本発明の他の実施形態にかかる風車翼の要部を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）はＡ−Ａ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
［第一実施形態］
本発明の第一実施形態にかかる風力発電装置１を図１〜図７に基づいて説明する。
図１は、風力発電装置１の全体概略構成を示す側面図である。
風力発電装置１には、図１に示すように、基礎３上に立設される支柱５と、支柱５の上端に設置されるナセル７と、略水平な軸線周りに回転可能にしてナセル７に設けられるロータヘッド９と、ロータヘッド９の回転軸線周りに放射状に取り付けられた複数枚、たとえば、３枚の風車翼１１とが備えられている。
【００２１】
ロータヘッド９の回転軸線方向から風車翼１１に当たった風の力が、ロータヘッド９を回転軸線周りに回転させる動力に変換されるようになっている。
ナセル７の内部には、いずれも図示を省略しているが、ロータヘッド９と同軸の増速機を介して連結された発電機が設置されている。すなわち、ロータヘッド９の回転を増速機で増速して発電機を駆動することにより、発電機より電気出力が得られるようになっている。
【００２２】
図２は、風車翼１１を示す斜視図である。図３は、図２のＸ−Ｘ断面図である。図４は、図３のＹ部を拡大して示す部分断面図である。図５は、図４の部分平面図である。
風車翼１１には、長い中空状の翼形状を画成する外皮１３と、外皮の内部における長手方向Ｌに縦通され、外皮１３の強度を補強する複数、たとえば、２本の主桁（桁）１５とが備えられている。
主桁１５,１５は、それぞれ横断面形状がコ字形状をし、その開放部が向き合う形で取り付けられている。
主桁１５,１５は、たとえば、ガラス繊維強化プラスチックで形成されている。なお、これらの材料としては、たとえば、カーボン繊維強化プラスチックとしてもよいし、他の素材を用いてもよい。
【００２３】
外皮１３は、前縁１７を含む外皮本体１９と、後縁２１を含む分割外皮２３とで構成されている。分割外皮２３は、外皮１３の翼根側部分に設置されている。したがって、外皮１３の翼根側部分は、幅方向Ｂに前縁１７を含む外皮本体１９と後縁２１を含む分割外皮２３とに２分割されている。
外皮本体１９および分割外皮２３は、たとえば、ガラス繊維強化プラスチックまたはカーボン繊維強化プラスチック等の繊維で強化された繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で形成されている。
【００２４】
外皮本体１９は、背側外皮と腹側外皮との２つの半割体が結合されて形成されている。外皮本体１９の分割外皮２３に対応する位置は、後縁２１側端部が、後縁２１側の主桁１５よりも後縁２１側に突出するとともに開放された開口部を形成している。すなわち、外皮本体１９は、主桁１５,１５によって補強されている。
外皮本体１９の分割外皮２３に対応する位置の後縁２１側端部には、内表面側の一部分が断面矩形状に突起した本体結合部２５が設けられている。
【００２５】
分割外皮２３は、背側外皮と腹側外皮との２つの半割体が後縁２１で結合され、前縁１７側は開放された構造とされている。分割外皮２３には、内部から構造を補強するために幅方向Ｂの中間位置に長手方向Ｌに延在する分割外皮桁２７が設けられている。
分割外皮桁２７を設けると、分割外皮２３の外形を形成する背側外皮および腹側外皮を薄くしても分割外皮２３の形状を保持することができるし、荷重が作用してもそれらが変形することを抑制することができる。
なお、分割外皮桁２７は、分割外皮２３が必要な強度を持つように構成されている場合には、省略してもよい。
【００２６】
分割外皮２３の前縁１７側端部には、外表面側の一部分が断面矩形状に突起した分割結合部２９が設けられている。
本体結合部２５および分割結合部２９は、図４に示されるように重ねられ、結合部３１が構成される。分割外皮２３は、幅方向Ｂに対向する外皮本体１９と相互に重複するようにされている。
【００２７】
外皮本体１９の外表面から本体結合部２５までの高さおよび分割結合部２９の厚さは、結合部３１で、分割結合部２９の外表面が、外皮本体１９の外表面と面一となるような大きさとされている。
このように、本体結合部２５の深さおよび分割結合部２９の厚さを調節した値とすることによって分割外皮２３の外表面と外皮本体１９の外表面とで段差が出ないように結合することができる。
【００２８】
分割結合部２９には、長手方向Ｌに長い長孔３３が、長手方向Ｌに間隔を空けて複数設けられている。隣り合う長孔３３間の距離は、分割結合部２９の前縁１７側端部から長孔３３までの距離Ｋ１の２倍以上とされている。長孔３３の周辺部は、傾斜面３５とされている。
本体結合部２５には、長孔３３に対応する位置に、円筒形状の孔３７が厚さ方向に貫通するように形成されている。
【００２９】
本体結合部２５と分割結合部２９とは、結合部材３９によって連結されるように構成されている。
結合部材３９は、ボルト４１と、ボルト４１に螺合するナット４３とで構成されている。ボルト４１には、雄ねじが切られた軸部４５と頭部４７とが備えられている。
軸部４５の直径は、長孔３３の幅方向Ｂ長さおよび孔３７の直径と略等しくされている。頭部４７の上面は、平坦とされ、下面は、傾斜面３５と係合するように傾斜されている。
【００３０】
外皮本体１９と分割外皮２３とは、図６に示されるように本体結合部２５および分割結合部２９が、長孔３３と孔３７とが一致するような一関係とされた状態で外表面側から挿入されボルト４１にナット４３を螺合させることによって図４に示されるように接続される。
このとき、長孔３３の長手方向Ｌにおける長さＫは、ボルト４１の軸部４５の直径よりも大きくされているので、分割外皮２９は外皮本体１９に対して長手方向Ｌに移動することができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、本体結合部２５および分割結合部２９は、それぞれ断面矩形状に突起し、それらが上下に積み重ねられているが、これに限定されるものではない。
たとえば、図８に示されるように本体結合部２５が外皮本体１９の外側と内側とに設けられ、厚さ方向の中間位置に設けられた分割結合部２９を挟むようにされてもよい。
また、図９に示されるように本体結合部２５および分割結合部２９の対向面が傾斜面とされ、くさび状に係合するようにしてもよい。
【００３２】
以上のように構成された風車翼１１は、外皮本体１９および分割外皮２３がそれぞれ独立して製造されるので、一体で製造されるものに比べて、容易に、安価に、品質よく製造することができる。
すなわち、外皮本体１９および分割外皮２３を製造する型がコンパクトにできる。このため、品質管理が十分に行えるので、製品の品質が向上する。さらに、製造ミスに伴う廃棄量が小さくなるので、製品の歩留まりが向上する。また、製造に要する場所を小さくできる。
【００３３】
製造された外皮本体１９および分割外皮２３は、風車発電装置１の設置場所に搬送される。
このとき、外皮本体１９あるいは分割外皮２３は、一体の風車翼１１に比べて幅方向Ｂの長さが小さく、かつ、重量も小さくなるので、運搬車の確保、道路の選択等が容易となる。これにより、効率的な運搬を行えるので、運搬作業時間の短縮およびコストの低減をはかることができる。
設置場所に運搬された外皮本体１９および分割外皮２３は、結合部材３９によって連結されて、風車翼１１とされ、ロータヘッド９に取り付けられる。
【００３４】
なお、本体外皮１９および主桁１５,１５が長手方向Ｌに長い場合には、本体外皮１９および主桁１５,１５は長手方向Ｌに分割するようにしてもよい。
このようにすると、製造単位がより小さくできるので、一体で製造されるものに比べて、容易に、安価に、品質よく製造することができる。
また、製造された単位で搬送されるので、長手方向の制約条件が緩和される。これにより運搬車の確保、道路の選択等が容易となり、効率的な運搬を行えるので、運搬作業時間の短縮およびコストの一層の低減をはかることができる。
【００３５】
このように製造された風力発電装置１が運転されると、風車翼１１は風圧を受けて、図１に二点鎖線で示されるように先端が風向の下流側に向くように大きく撓む。また、風を受け回転する際、遠心力による引張荷重を受ける。これらによって、風車翼１１は長手方向Ｌに大きく伸縮、すなわち、曲げ変形することになる。したがって、外皮本体１９および主桁１５,１５が長手方向Ｌに伸縮するように変形する。
【００３６】
このように外皮本体１９および主桁１５,１５が長手方向Ｌに伸縮するように変形しても、結合部材３９が、分割外皮２３の長孔３３に沿って長手方向Ｌに移動する、言い換えれば、外皮本体１９と分割外皮２３とが相対的に長手方向Ｌに移動するので、分割外皮２３に長手方向Ｌに向けた荷重が作用することを抑制することができる。
これにより、分割外皮２３の構造を簡素化することができるとともに軽量化することができるので、風車翼１１を軽量化することができる。
【００３７】
複数の長孔３３の軸方向Ｌにおける長さＫは、各長孔３３の位置での外皮本体１９の長手方向Ｌにおける最大歪を解析により算出し、各長孔３３の長さＫがそれぞれそれをカバーできる大きさとしてもよい。このようにすると、それぞれの長孔３３の長さＫが不必要に大きくされることがないので、分割外皮２３の強度に余裕が出る、あるいは、より軽量化することができる。
また、解析により、各長孔３３の位置での外皮本体１９の長手方向Ｌにおける最大歪を算出し、算出された最大歪の中で最大のものを長孔３３の長さＫとするようにしてもよい。
このようにすると、長孔３３の長さが全て共通のものとすることができるので、容易に施工することができる。
【００３８】
また、ボルト４１の軸部４５は、長孔３３の幅方向Ｂ長さと略等しい直径とされているので、ボルト４１は長孔３３の幅方向Ｂには移動することがない。すなわち、分割外皮２３は幅方向Ｂには外皮本体１９に対して相対的に移動しないので、風車翼１１の空力性能・騒音の劣化を抑制することができる。
風車翼１１の外表面の一部が損傷した場合、当該損傷部分が存在する外皮本体１９あるいは分割外皮２３を交換することでよいので、風車翼１１全体を交換する場合に比べて復旧が容易で、安価に行うことができる。
【００３９】
ボルト４１の頭部４７は外皮本体１９あるいは分割外皮２３の外表面から突出しないように、言い換えれば、分割外皮２３を結合部材３９で結合した状態で外表面が平滑となるようにされており、かつ、分割外皮２３は外皮本体１９との結合部で段差が出ないように結合されているので、空力性能・騒音の劣化を一層抑制することができる。
分割外皮２３は、分割外皮桁２７によって内部から補強されているので、分割外皮２３を薄くしても強度を保つことができるし、分割外皮２３の変形を抑制できるので、空力性能・騒音の劣化を抑制することができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、分割外皮２３は外皮本体１９に取り付けられるようにされているが、これは、図１０に示されるように主桁１５に取り付けられるようにしてもよい。
外皮本体１９は、幅方向Ｂで後縁２１側の主桁１５のところまでの大きさとされ、その後縁２１側端部は、略垂直面とされている。分割外皮２３は、幅方向Ｂで後縁２１側の主桁１５のところまでの大きさとされ、その前縁１７側端部は、略垂直面とされている。
分割外皮２３には、図５に示される長孔３３が形成され、主桁１５には図７に示される孔３７が形成されており、分割外皮２３は、結合部材３９によって主桁１５に接合されている。
このようにすると、分割外皮２３は外皮本体１９よりも強固な主桁１５に取り付けられるので、結合構造の信頼性を向上させることができる。
【００４１】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態にかかる風車翼１１について、図１１を用いて説明する。
本実施形態は、分割外皮２３の構成が第一実施形態のものと異なるので、ここではこの異なる部分について主として説明し、前述した第一実施形態と同じ部分については重複した説明を省略する。なお、第一実施形態と同じ部材には同じ符号を付している。
図１１は、本実施形態にかかる風車翼１１を示す斜視図である。
【００４２】
本実施形態では、分割外皮２３は、長手方向Ｌで分割された複数、たとえば、３個の部分分割外皮４９で構成されている。各部分分割外皮４９同士は結合部材５１によって結合されている。結合部材５１は、部分分割外皮４９同士が相互に移動することを抑制するように結合している。
これにより、分割外皮２３は一体として動作することになる。
【００４３】
分割外皮２３は、３個の部分分割外皮４９をそれぞれ製造した後、製造工場あるいは風力発電装置１の設置場所で接合部材５１によって連結されて形成される。
このように、分割外皮２３を製造する単位が部分分割外皮４９と小さくなるので、より一層容易に、安価に、品質よく製造することができる。また、部分的な取替え性がより向上するし、運搬がより楽になる。
【００４４】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態にかかる風車翼１１について、図１２および図１３を用いて説明する。
本実施形態は、分割外皮２３の構成が第一実施形態のものと異なるので、ここではこの異なる部分について主として説明し、前述した第一実施形態と同じ部分については重複した説明を省略する。なお、第一実施形態と同じ部材には同じ符号を付している。
図１２は、本実施形態にかかる分割外皮２３を示す側面図である。図１３は、図１２のＺ−Ｚ断面図である。
【００４５】
本実施形態では、分割外皮２３の後縁２１側端部に、内部空間（空間）５３と外部空間とを接続するドレイン抜孔５５が形成されている。
ドレイン抜孔５５は、風車翼１１の構造内部に雨などによる水の浸入があった場合に、その水を外部に排出するものである。
【００４６】
このように、分割外皮２３にドレイン抜孔５５を設けているので、ドレイン抜孔５５の加工が容易である。また、ドレイン抜孔５５に不具合が生じた場合でも分割外皮２３を交換するだけでよいので、取替えが容易である。
【００４７】
［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態にかかる風車翼１１について、図１４を用いて説明する。
本実施形態は、風車翼１１の構成が第一実施形態のものと異なるので、ここではこの異なる部分について主として説明し、前述した第一実施形態と同じ部分については重複した説明を省略する。なお、第一実施形態と同じ部材には同じ符号を付している。
図１４は、本実施形態にかかる風車翼１１を示す断面図である。
【００４８】
本実施形態では、分割外皮２３は、図１０に示されるように主桁１５に結合部材５６によって取り付けられている。
結合部材３９は、導電性のある材料、たとえば、金属で形成されている。結合部材３９は導電性の材料であればよく、樹脂製とされてもよい。
前縁１７側の主桁１５には、略全長に亘り本体アース線（本体アース）５７が取り付けられている。複数の結合部材３９の内、少なくとも一部の接合部材３９と本体アース線５７とは、アース線５９によって接続されている。
【００４９】
このように構成された本実施形態にかかる風車翼１１では、結合部材３９およびその付近に落雷があった場合、雷撃電流を結合部材３９およびアース線５９を介して本体アース線５７に流し、本体アース線５７を通って外部に案内する。
このように、分割外皮２３への落雷に伴う雷撃電流が結合部材３９、アース線５９および本体アース線５７を通って外部に案内できるので、雷撃による分割外皮２３等の損傷を防止することができる。
【００５０】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
例えば、図１５に示すように、上述した第二実施形態において、部分分割外皮４９同士が、互いに移動可能に取り付けられているとさらに好適である。
このようにすると、部分分割外皮４９の接合が固定されないため、特定の接合部に過大な負荷がかかることを防止することができる。
ここで、図１５中の符号７１はボルト、符号７２はナット、符号７３は一方の部分分割外皮４９に設けられた貫通穴、符号７４は他方の部分分割外皮４９に設けられた貫通穴である。
また、貫通穴７３，７４はそれぞれ平面視円形状を呈する丸穴であり、貫通穴７３は、その内径が貫通穴７４の内径よりも大きくなるようにして形成されている。
【符号の説明】
【００５１】
１１ 風車翼
１３ 外皮
１５ 主桁
１７ 前縁
１９ 外皮本体
２１ 後縁
２３ 分割外皮
２７ 分割外皮桁
４９ 部分分割外皮
５３ 内部空間
５５ ドレイン抜孔
５７ 本体アース線
５９ アース線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風車翼に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、風力発電装置は、その発電効率の向上および発電量の増大を図るために大型化している。風力発電装置の大型化に伴い風車翼も大型化し、たとえば、翼長が４０メートル以上、最大翼幅が４メートル超となる。さらなる発電量の増大を求めて、翼長および翼幅はさらに大きくなる傾向である。
このように風車翼が大型化されると、製造上および運搬上種々の課題が生じてくる。すなわち、風車翼は軽量とするために、たとえば、繊維で強化されたプラスチック等で製造されているが、製造するシートが大型化すると、製造中に繊維しわ、樹脂未含侵欠陥、接着不良等の製造欠陥が発生するリスクが増加し、製品品質が低下する恐れがある。また、製造時間が長くなる。
【０００３】
製造工場から建設現場までの運搬は、特に陸上運搬において車両や道路等の制約を受けるため、困難なものとなる。運搬が可能としても、たとえば、取扱いに超大型重機を要する等で運搬コストが増加する。
また、一体構造の風車翼とした場合には、運転中に一部分が損傷しても全体を交換することになる。
この課題を解消するものとして、たとえば、特許文献１に示されるように風車翼を長手方向で分割するものが提案されている。これは、分割された風車翼の桁同士を強固に接続することによって一体の風車翼が形成されている。
また、特許文献２に示されるように翼根側における幅の広い部分が、さらに幅方向で前縁側部材と後縁側部材とに分割されているものが提案されている。これは、分割された前縁側部材と後縁側部材とは継ぎ目ができないような状態で固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５９８８４号公報
【特許文献２】特表２００９−５３６７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
運転中の風車翼は、風圧を受けて先端が風向の下流側に向くように大きく撓むし、風を受け回転する際、遠心力による引張荷重を受けるので、状況の変化に応じて長手方向に大きく伸縮、すなわち、曲げ変形することになる。
ところで、特許文献２に示されるものでは、翼頂側に一体的に取り付けられた前縁側部材の長手方向の変形により後縁側部材に長手方向に向けた荷重が作用するので、分割された後縁側部材はそれに耐える強度とする必要がある。このため、後縁側部材は強固な構造とする必要があるため、構造が複雑となるし、重量も増加することとなる。また、後縁側部材も変形するので、空力性能および空力騒音に悪影響を及ぼす恐れがある。
【０００６】
本発明は、前記の事情に鑑み、製造上および運搬上の制約を抑制でき、かつ、軽量化をはかるとともに性能・騒音の劣化を抑制し得る風車翼を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明の一態様は、横断面が翼形をした長い中空状の空間を形成する外皮と、長手方向に縦通され該外皮を内部から補強する桁と、を備える風車翼であって、前記外皮の翼根側部分は、幅方向に前縁を含む外皮本体と後縁を含む分割外皮とに分割され、該分割外皮は、前記外皮本体に対して長手方向に移動可能に、前記外皮本体または前記桁に取り付けられている、風車翼である。
【０００８】
本態様にかかる風車翼によれば、幅方向に分割された外皮本体および分割外皮の単位で製造されるので、一体で製造されるものに比べて、容易に、安価に、品質よく製造することができる。
また、製造された単位で搬送されるので、幅方向の制約条件が緩和される。これにより運搬車の確保、道路の選択等が容易となり、効率的な運搬を行えるので、運搬作業時間の短縮およびコストの低減をはかることができる。
【０００９】
分割外皮は、外皮本体に対して長手方向に移動可能に、外皮本体または桁に取り付けられているので、分割外皮は外皮本体または桁に風車翼の長手方向に対しては相対移動し、長手方向に交差する、たとえば、幅方向には相対移動しないように取り付けられている。したがって、運転中に外皮本体および桁が長手方向に伸縮するように変形したとしても、分割外皮が長手方向に相対移動するので、分割外皮に長手方向に向けた荷重が作用することを抑制することができる。これにより、分割外皮の構造を簡素化することができるとともに軽量化することができるので、風車翼を軽量化することができる。
【００１０】
また、分割外皮は幅方向には外皮本体に対して相対移動しないので、性能・騒音の劣化を抑制することができる。
風車翼の外表面の一部が損傷した場合、当該損傷部分が存在する外皮本体あるいは分割外皮を交換することでよいので、全体を交換する場合に比べて復旧が容易で、安価に行うことができる。
なお、分割外皮をボルト等の結合部材を用いて結合する場合、結合部材の頭部は外皮本体あるいは分割外皮の外表面から突出しないように、言い換えれば、分割外皮を結合部材で結合した状態で外表面が平滑となるようにすることが好ましい。このようにすると、性能・騒音の劣化を一層抑制することができる。
【００１１】
前記態様では、前記分割外皮は、幅方向に対向する前記外皮本体と相互に重複するようにされていてもよい。
このようにすると、分割外皮は外皮本体との結合部で段差が出ないように結合することができ、性能・騒音の劣化を抑制することができる。
【００１２】
前記態様では、前記分割外皮には、長手方向に縦通され前記分割外皮を内部から補強する分割外皮桁が備えられていてもよい。
このようにすると、分割外皮を薄くしても強度を保つことができる。これにより、分割外皮の変形を抑制できるので、性能・騒音の劣化を抑制することができる。
【００１３】
前記態様では、少なくとも、前記本体外皮および前記桁は、長手方向に分割されていてもよい。
このようにすると、製造単位がより小さくできるので、一体で製造されるものに比べて、容易に、安価に、品質よく製造することができる。
また、製造された単位で搬送されるので、長手方向の制約条件が緩和される。これにより運搬車の確保、道路の選択等が容易となり、効率的な運搬を行えるので、運搬作業時間の短縮およびコストの低減をはかることができる。
さらに、製造された単位が小さければ、それぞれの重量がより軽量となるため、取替えを含めた補修時の取扱いがより容易となる。
【００１４】
前記態様では、前記分割外皮は、長手方向に分割された部分分割外皮で構成され、該部分分割外皮同士は移動可能に取り付けられていてもよい。
このようにすると、部分分割外皮の接合が固定されないため、特定の接合部に過大な負荷がかかることを防止することができる。
【００１５】
前記態様では、前記分割外皮は、長手方向に分割された部分分割外皮で構成され、該部分分割外皮同士が結合手段により固定されるように取り付けられていてもよい。
このようにすると、部分分割外皮同士で摺動部が無いため、接合面の耐久性・信頼性を向上させることができる。
【００１６】
前記態様では、前記分割外皮の後縁側端部に、前記空間と外部空間とを接続するドレイン抜孔が形成されていてもよい。
風車翼の構造内部に雨などによる水の浸入があった場合に、その水をドレイン抜孔から外部に排出することができる。
このように、分割外皮にドレイン抜孔を設けているので、ドレイン抜孔の加工が容易である。また、ドレイン抜孔に不具合が生じた場合でも分割外皮を交換するだけでよいので、取替えが容易である。
【００１７】
前記態様では、前記分割外皮部は、導電性を有する結合部材によって取り付けられ、前記結合部材の少なくとも一部と前記空間に設置された本体アースとをアース線によって連結されていてもよい。
結合部材およびその付近に落雷があった場合、雷撃電流を結合部材およびアース線を介して本体アースに流すことができるので、雷撃による分割外皮等の損傷を防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、幅方向に分割された外皮本体および分割外皮の単位で製造されるので、一体で製造されるものに比べて、容易に、安価に、品質よく製造することができる。
また、製造された単位で搬送されるので、運搬作業時間の短縮およびコストの低減をはかることができる。
分割外皮は、外皮本体に対して長手方向に移動可能に、外皮本体または桁に取り付けられているので、分割外皮の構造を簡素化することができるとともに軽量化することができ、風車翼を軽量化することができる。また、分割外皮は幅方向には外皮本体に対して相対移動しないので、性能・騒音の劣化を抑制することができる。
風車翼の外表面の一部が損傷した場合、当該損傷部分が存在する外皮本体あるいは分割外皮を交換することでよいので、全体を交換する場合に比べて復旧が容易で、安価に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる風力発電装置の全体概略構成を示す側面図である。
【図２】本発明の第一実施形態にかかる風車翼を示す斜視図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ断面図である。
【図４】図３のＹ部を拡大して示す部分断面図である。
【図５】図４の部分平面図である。
【図６】図４の締結状態を示す説明図である。
【図７】図６の締結部分を示す部分平面図である。
【図８】本発明の第一実施形態にかかる結合部の別の実施態様を示す部分断面図である。
【図９】本発明の第一実施形態にかかる結合部の別の実施態様を示す部分断面図である。
【図１０】本発明の第一実施形態にかかる結合部の別の態様を示す部分断面図である。
【図１１】本発明の第二実施形態にかかる風車翼を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第三実施形態にかかる分割外皮を示す側面図である。
【図１３】図１２のＺ−Ｚ断面図である。
【図１４】本発明の第四実施形態にかかる風車翼を示す断面図である。
【図１５】本発明の他の実施形態にかかる風車翼の要部を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）はＡ−Ａ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
［第一実施形態］
本発明の第一実施形態にかかる風力発電装置１を図１〜図７に基づいて説明する。
図１は、風力発電装置１の全体概略構成を示す側面図である。
風力発電装置１には、図１に示すように、基礎３上に立設される支柱５と、支柱５の上端に設置されるナセル７と、略水平な軸線周りに回転可能にしてナセル７に設けられるロータヘッド９と、ロータヘッド９の回転軸線周りに放射状に取り付けられた複数枚、たとえば、３枚の風車翼１１とが備えられている。
【００２１】
ロータヘッド９の回転軸線方向から風車翼１１に当たった風の力が、ロータヘッド９を回転軸線周りに回転させる動力に変換されるようになっている。
ナセル７の内部には、いずれも図示を省略しているが、ロータヘッド９と同軸の増速機を介して連結された発電機が設置されている。すなわち、ロータヘッド９の回転を増速機で増速して発電機を駆動することにより、発電機より電気出力が得られるようになっている。
【００２２】
図２は、風車翼１１を示す斜視図である。図３は、図２のＸ−Ｘ断面図である。図４は、図３のＹ部を拡大して示す部分断面図である。図５は、図４の部分平面図である。
風車翼１１には、長い中空状の翼形状を画成する外皮１３と、外皮の内部における長手方向Ｌに縦通され、外皮１３の強度を補強する複数、たとえば、２本の主桁（桁）１５とが備えられている。
主桁１５,１５は、それぞれ横断面形状がコ字形状をし、その開放部が向き合う形で取り付けられている。
主桁１５,１５は、たとえば、ガラス繊維強化プラスチックで形成されている。なお、これらの材料としては、たとえば、カーボン繊維強化プラスチックとしてもよいし、他の素材を用いてもよい。
【００２３】
外皮１３は、前縁１７を含む外皮本体１９と、後縁２１を含む分割外皮２３とで構成されている。分割外皮２３は、外皮１３の翼根側部分に設置されている。したがって、外皮１３の翼根側部分は、幅方向Ｂに前縁１７を含む外皮本体１９と後縁２１を含む分割外皮２３とに２分割されている。
外皮本体１９および分割外皮２３は、たとえば、ガラス繊維強化プラスチックまたはカーボン繊維強化プラスチック等の繊維で強化された繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で形成されている。
【００２４】
外皮本体１９は、背側外皮と腹側外皮との２つの半割体が結合されて形成されている。外皮本体１９の分割外皮２３に対応する位置は、後縁２１側端部が、後縁２１側の主桁１５よりも後縁２１側に突出するとともに開放された開口部を形成している。すなわち、外皮本体１９は、主桁１５,１５によって補強されている。
外皮本体１９の分割外皮２３に対応する位置の後縁２１側端部には、内表面側の一部分が断面矩形状に突起した本体結合部２５が設けられている。
【００２５】
分割外皮２３は、背側外皮と腹側外皮との２つの半割体が後縁２１で結合され、前縁１７側は開放された構造とされている。分割外皮２３には、内部から構造を補強するために幅方向Ｂの中間位置に長手方向Ｌに延在する分割外皮桁２７が設けられている。
分割外皮桁２７を設けると、分割外皮２３の外形を形成する背側外皮および腹側外皮を薄くしても分割外皮２３の形状を保持することができるし、荷重が作用してもそれらが変形することを抑制することができる。
なお、分割外皮桁２７は、分割外皮２３が必要な強度を持つように構成されている場合には、省略してもよい。
【００２６】
分割外皮２３の前縁１７側端部には、外表面側の一部分が断面矩形状に突起した分割結合部２９が設けられている。
本体結合部２５および分割結合部２９は、図４に示されるように重ねられ、結合部３１が構成される。分割外皮２３は、幅方向Ｂに対向する外皮本体１９と相互に重複するようにされている。
【００２７】
外皮本体１９の外表面から本体結合部２５までの高さおよび分割結合部２９の厚さは、結合部３１で、分割結合部２９の外表面が、外皮本体１９の外表面と面一となるような大きさとされている。
このように、本体結合部２５の深さおよび分割結合部２９の厚さを調節した値とすることによって分割外皮２３の外表面と外皮本体１９の外表面とで段差が出ないように結合することができる。
【００２８】
分割結合部２９には、長手方向Ｌに長い長孔３３が、長手方向Ｌに間隔を空けて複数設けられている。隣り合う長孔３３間の距離は、分割結合部２９の前縁１７側端部から長孔３３までの距離Ｋ１の２倍以上とされている。長孔３３の周辺部は、傾斜面３５とされている。
本体結合部２５には、長孔３３に対応する位置に、円筒形状の孔３７が厚さ方向に貫通するように形成されている。
【００２９】
本体結合部２５と分割結合部２９とは、結合部材３９によって連結されるように構成されている。
結合部材３９は、ボルト４１と、ボルト４１に螺合するナット４３とで構成されている。ボルト４１には、雄ねじが切られた軸部４５と頭部４７とが備えられている。
軸部４５の直径は、長孔３３の幅方向Ｂ長さおよび孔３７の直径と略等しくされている。頭部４７の上面は、平坦とされ、下面は、傾斜面３５と係合するように傾斜されている。
【００３０】
外皮本体１９と分割外皮２３とは、図６に示されるように本体結合部２５および分割結合部２９が、長孔３３と孔３７とが一致するような一関係とされた状態で外表面側から挿入されボルト４１にナット４３を螺合させることによって図４に示されるように接続される。
このとき、長孔３３の長手方向Ｌにおける長さＫは、ボルト４１の軸部４５の直径よりも大きくされているので、分割外皮２９は外皮本体１９に対して長手方向Ｌに移動することができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、本体結合部２５および分割結合部２９は、それぞれ断面矩形状に突起し、それらが上下に積み重ねられているが、これに限定されるものではない。
たとえば、図８に示されるように本体結合部２５が外皮本体１９の外側と内側とに設けられ、厚さ方向の中間位置に設けられた分割結合部２９を挟むようにされてもよい。
また、図９に示されるように本体結合部２５および分割結合部２９の対向面が傾斜面とされ、くさび状に係合するようにしてもよい。
【００３２】
以上のように構成された風車翼１１は、外皮本体１９および分割外皮２３がそれぞれ独立して製造されるので、一体で製造されるものに比べて、容易に、安価に、品質よく製造することができる。
すなわち、外皮本体１９および分割外皮２３を製造する型がコンパクトにできる。このため、品質管理が十分に行えるので、製品の品質が向上する。さらに、製造ミスに伴う廃棄量が小さくなるので、製品の歩留まりが向上する。また、製造に要する場所を小さくできる。
【００３３】
製造された外皮本体１９および分割外皮２３は、風車発電装置１の設置場所に搬送される。
このとき、外皮本体１９あるいは分割外皮２３は、一体の風車翼１１に比べて幅方向Ｂの長さが小さく、かつ、重量も小さくなるので、運搬車の確保、道路の選択等が容易となる。これにより、効率的な運搬を行えるので、運搬作業時間の短縮およびコストの低減をはかることができる。
設置場所に運搬された外皮本体１９および分割外皮２３は、結合部材３９によって連結されて、風車翼１１とされ、ロータヘッド９に取り付けられる。
【００３４】
なお、本体外皮１９および主桁１５,１５が長手方向Ｌに長い場合には、本体外皮１９および主桁１５,１５は長手方向Ｌに分割するようにしてもよい。
このようにすると、製造単位がより小さくできるので、一体で製造されるものに比べて、容易に、安価に、品質よく製造することができる。
また、製造された単位で搬送されるので、長手方向の制約条件が緩和される。これにより運搬車の確保、道路の選択等が容易となり、効率的な運搬を行えるので、運搬作業時間の短縮およびコストの一層の低減をはかることができる。
【００３５】
このように製造された風力発電装置１が運転されると、風車翼１１は風圧を受けて、図１に二点鎖線で示されるように先端が風向の下流側に向くように大きく撓む。また、風を受け回転する際、遠心力による引張荷重を受ける。これらによって、風車翼１１は長手方向Ｌに大きく伸縮、すなわち、曲げ変形することになる。したがって、外皮本体１９および主桁１５,１５が長手方向Ｌに伸縮するように変形する。
【００３６】
このように外皮本体１９および主桁１５,１５が長手方向Ｌに伸縮するように変形しても、結合部材３９が、分割外皮２３の長孔３３に沿って長手方向Ｌに移動する、言い換えれば、外皮本体１９と分割外皮２３とが相対的に長手方向Ｌに移動するので、分割外皮２３に長手方向Ｌに向けた荷重が作用することを抑制することができる。
これにより、分割外皮２３の構造を簡素化することができるとともに軽量化することができるので、風車翼１１を軽量化することができる。
【００３７】
複数の長孔３３の軸方向Ｌにおける長さＫは、各長孔３３の位置での外皮本体１９の長手方向Ｌにおける最大歪を解析により算出し、各長孔３３の長さＫがそれぞれそれをカバーできる大きさとしてもよい。このようにすると、それぞれの長孔３３の長さＫが不必要に大きくされることがないので、分割外皮２３の強度に余裕が出る、あるいは、より軽量化することができる。
また、解析により、各長孔３３の位置での外皮本体１９の長手方向Ｌにおける最大歪を算出し、算出された最大歪の中で最大のものを長孔３３の長さＫとするようにしてもよい。
このようにすると、長孔３３の長さが全て共通のものとすることができるので、容易に施工することができる。
【００３８】
また、ボルト４１の軸部４５は、長孔３３の幅方向Ｂ長さと略等しい直径とされているので、ボルト４１は長孔３３の幅方向Ｂには移動することがない。すなわち、分割外皮２３は幅方向Ｂには外皮本体１９に対して相対的に移動しないので、風車翼１１の空力性能・騒音の劣化を抑制することができる。
風車翼１１の外表面の一部が損傷した場合、当該損傷部分が存在する外皮本体１９あるいは分割外皮２３を交換することでよいので、風車翼１１全体を交換する場合に比べて復旧が容易で、安価に行うことができる。
【００３９】
ボルト４１の頭部４７は外皮本体１９あるいは分割外皮２３の外表面から突出しないように、言い換えれば、分割外皮２３を結合部材３９で結合した状態で外表面が平滑となるようにされており、かつ、分割外皮２３は外皮本体１９との結合部で段差が出ないように結合されているので、空力性能・騒音の劣化を一層抑制することができる。
分割外皮２３は、分割外皮桁２７によって内部から補強されているので、分割外皮２３を薄くしても強度を保つことができるし、分割外皮２３の変形を抑制できるので、空力性能・騒音の劣化を抑制することができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、分割外皮２３は外皮本体１９に取り付けられるようにされているが、これは、図１０に示されるように主桁１５に取り付けられるようにしてもよい。
外皮本体１９は、幅方向Ｂで後縁２１側の主桁１５のところまでの大きさとされ、その後縁２１側端部は、略垂直面とされている。分割外皮２３は、幅方向Ｂで後縁２１側の主桁１５のところまでの大きさとされ、その前縁１７側端部は、略垂直面とされている。
分割外皮２３には、図５に示される長孔３３が形成され、主桁１５には図７に示される孔３７が形成されており、分割外皮２３は、結合部材３９によって主桁１５に接合されている。
このようにすると、分割外皮２３は外皮本体１９よりも強固な主桁１５に取り付けられるので、結合構造の信頼性を向上させることができる。
【００４１】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態にかかる風車翼１１について、図１１を用いて説明する。
本実施形態は、分割外皮２３の構成が第一実施形態のものと異なるので、ここではこの異なる部分について主として説明し、前述した第一実施形態と同じ部分については重複した説明を省略する。なお、第一実施形態と同じ部材には同じ符号を付している。
図１１は、本実施形態にかかる風車翼１１を示す斜視図である。
【００４２】
本実施形態では、分割外皮２３は、長手方向Ｌで分割された複数、たとえば、３個の部分分割外皮４９で構成されている。各部分分割外皮４９同士は結合部材５１によって結合されている。結合部材５１は、部分分割外皮４９同士が相互に移動することを抑制するように結合している。
これにより、分割外皮２３は一体として動作することになる。
【００４３】
分割外皮２３は、３個の部分分割外皮４９をそれぞれ製造した後、製造工場あるいは風力発電装置１の設置場所で接合部材５１によって連結されて形成される。
このように、分割外皮２３を製造する単位が部分分割外皮４９と小さくなるので、より一層容易に、安価に、品質よく製造することができる。また、部分的な取替え性がより向上するし、運搬がより楽になる。
【００４４】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態にかかる風車翼１１について、図１２および図１３を用いて説明する。
本実施形態は、分割外皮２３の構成が第一実施形態のものと異なるので、ここではこの異なる部分について主として説明し、前述した第一実施形態と同じ部分については重複した説明を省略する。なお、第一実施形態と同じ部材には同じ符号を付している。
図１２は、本実施形態にかかる分割外皮２３を示す側面図である。図１３は、図１２のＺ−Ｚ断面図である。
【００４５】
本実施形態では、分割外皮２３の後縁２１側端部に、内部空間（空間）５３と外部空間とを接続するドレイン抜孔５５が形成されている。
ドレイン抜孔５５は、風車翼１１の構造内部に雨などによる水の浸入があった場合に、その水を外部に排出するものである。
【００４６】
このように、分割外皮２３にドレイン抜孔５５を設けているので、ドレイン抜孔５５の加工が容易である。また、ドレイン抜孔５５に不具合が生じた場合でも分割外皮２３を交換するだけでよいので、取替えが容易である。
【００４７】
［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態にかかる風車翼１１について、図１４を用いて説明する。
本実施形態は、風車翼１１の構成が第一実施形態のものと異なるので、ここではこの異なる部分について主として説明し、前述した第一実施形態と同じ部分については重複した説明を省略する。なお、第一実施形態と同じ部材には同じ符号を付している。
図１４は、本実施形態にかかる風車翼１１を示す断面図である。
【００４８】
本実施形態では、分割外皮２３は、図１０に示されるように主桁１５に結合部材５６によって取り付けられている。
結合部材３９は、導電性のある材料、たとえば、金属で形成されている。結合部材３９は導電性の材料であればよく、樹脂製とされてもよい。
前縁１７側の主桁１５には、略全長に亘り本体アース線（本体アース）５７が取り付けられている。複数の結合部材３９の内、少なくとも一部の接合部材３９と本体アース線５７とは、アース線５９によって接続されている。
【００４９】
このように構成された本実施形態にかかる風車翼１１では、結合部材３９およびその付近に落雷があった場合、雷撃電流を結合部材３９およびアース線５９を介して本体アース線５７に流し、本体アース線５７を通って外部に案内する。
このように、分割外皮２３への落雷に伴う雷撃電流が結合部材３９、アース線５９および本体アース線５７を通って外部に案内できるので、雷撃による分割外皮２３等の損傷を防止することができる。
【００５０】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
例えば、図１５に示すように、上述した第二実施形態において、部分分割外皮４９同士が、互いに移動可能に取り付けられているとさらに好適である。
このようにすると、部分分割外皮４９の接合が固定されないため、特定の接合部に過大な負荷がかかることを防止することができる。
ここで、図１５中の符号７１はボルト、符号７２はナット、符号７３は一方の部分分割外皮４９に設けられた貫通穴、符号７４は他方の部分分割外皮４９に設けられた貫通穴である。
また、貫通穴７３，７４はそれぞれ平面視円形状を呈する丸穴であり、貫通穴７３は、その内径が貫通穴７４の内径よりも大きくなるようにして形成されている。
【符号の説明】
【００５１】
１１ 風車翼
１３ 外皮
１５ 主桁
１７ 前縁
１９ 外皮本体
２１ 後縁
２３ 分割外皮
２７ 分割外皮桁
４９ 部分分割外皮
５３ 内部空間
５５ ドレイン抜孔
５７ 本体アース線
５９ アース線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
横断面が翼形をした長い中空状の空間を形成する外皮と、長手方向に縦通され該外皮を内部から補強する桁と、を備える風車翼であって、
前記外皮の翼根側部分は、幅方向に前縁を含む外皮本体と後縁を含む分割外皮とに分割され、
該分割外皮は、前記外皮本体に対して長手方向に移動可能に、前記外皮本体または前記桁に取り付けられている風車翼。
【請求項２】
前記分割外皮は、幅方向に対向する前記外皮本体と相互に重複するようにされている請求項１に記載された風車翼。
【請求項３】
前記分割外皮には、長手方向に縦通され前記分割外皮を内部から補強する分割外皮桁が備えられている請求項１または請求項２に記載された風車翼。
【請求項４】
少なくとも、前記本体外皮および前記桁は、長手方向に分割されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された風車翼。
【請求項５】
前記分割外皮は、長手方向に分割された部分分割外皮で構成され、該部分分割外皮同士は移動可能に取り付けられている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された風車翼。
【請求項６】
前記分割外皮は、長手方向に分割された部分分割外皮で構成され、該部分分割外皮同士が結合手段により固定されている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された風車翼。
【請求項７】
前記分割外皮の後縁側端部に、前記空間と外部空間とを接続するドレイン抜孔が形成されている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された風車翼。
【請求項８】
前記分割外皮部は、導電性を有する結合部材によって取り付けられ、前記結合部材の少なくとも一部と前記空間に設置された本体アースとをアース線によって連結されている請求項１から請求項７のいずれか１項に記載された風車翼。
【請求項１】
横断面が翼形をした長い中空状の空間を形成する外皮と、長手方向に縦通され該外皮を内部から補強する桁と、を備える風車翼であって、
前記外皮の翼根側部分は、幅方向に前縁を含む外皮本体と後縁を含む分割外皮とに分割され、
該分割外皮は、前記外皮本体に対して長手方向に移動可能に、前記外皮本体または前記桁に取り付けられている風車翼。
【請求項２】
前記分割外皮は、幅方向に対向する前記外皮本体と相互に重複するようにされている請求項１に記載された風車翼。
【請求項３】
前記分割外皮には、長手方向に縦通され前記分割外皮を内部から補強する分割外皮桁が備えられている請求項１または請求項２に記載された風車翼。
【請求項４】
少なくとも、前記本体外皮および前記桁は、長手方向に分割されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された風車翼。
【請求項５】
前記分割外皮は、長手方向に分割された部分分割外皮で構成され、該部分分割外皮同士は移動可能に取り付けられている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された風車翼。
【請求項６】
前記分割外皮は、長手方向に分割された部分分割外皮で構成され、該部分分割外皮同士が結合手段により固定されている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された風車翼。
【請求項７】
前記分割外皮の後縁側端部に、前記空間と外部空間とを接続するドレイン抜孔が形成されている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された風車翼。
【請求項８】
前記分割外皮部は、導電性を有する結合部材によって取り付けられ、前記結合部材の少なくとも一部と前記空間に設置された本体アースとをアース線によって連結されている請求項１から請求項７のいずれか１項に記載された風車翼。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−２２５１８０（Ｐ２０１２−２２５１８０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９０９５５（Ｐ２０１１−９０９５５）
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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