(57)【要約】【課題】  安全性を損なうことなく、アンカーの端部に集中する電界を緩和することができ、ブレード本体の雷撃損傷が抑制可能なこと。【解決手段】  本発明の風車用ブレードは、上記課題を解決するために、風を受けて回転するロータを構成するブレードと、該ブレードの先端部に取り付けられた雷保護装置のレセプタと、該レセプタと電気的に接続されると共に、前記ブレードの内部に設置され、前記レセプタに着雷した際の雷電流を接地極へ導くダウンコンダクタとを備えた風車用ブレードであって、前記レセプタは、前記ブレードの内部に位置すると共に、前記レセプタを前記ブレードの先端に固定するアンカーを有し、前記アンカーは、その前縁側端部及び後縁側端部に丸め加工が施されて構成されていることを特徴とする。【選択図】図５
2020172868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風を受けて回転するロータを構成するブレードと、該ブレードの先端部に取り付けられた雷保護装置のレセプタと、該レセプタと電気的に接続されると共に、前記ブレードの内部に設置され、前記レセプタに着雷した際の雷電流を接地極へ導くダウンコンダクタとを備えた風車用ブレードであって、
前記レセプタは、前記ブレードの内部に位置すると共に、前記レセプタを前記ブレードの先端に固定するアンカーを有し、
前記アンカーは、その前縁側端部及び後縁側端部に丸め加工が施されて構成されていることを特徴とする風車用ブレード。
【請求項２】
請求項１に記載の風車用ブレードであって、
前記アンカーは、前記ブレードの先端に向かって窄む楔状に形成されていることを特徴とする風車用ブレード。
【請求項３】
請求項２に記載の風車用ブレードであって、
前記アンカーは、その周囲に該アンカーの表面に密着する絶縁部材を有し、該絶縁部材は、少なくとも前記アンカーの前縁側端部及び後縁側端部を被覆していることを特徴とする風車用ブレード。
【請求項４】
請求項３に記載の風車用ブレードであって、
前記絶縁部材は、前記アンカーの全体を被覆していることを特徴とする風車用ブレード。
【請求項５】
請求項４に記載の風車用ブレードであって、
前記絶縁部材の前記アンカーの前縁側端部を被覆する部分の肉厚及び前記絶縁部材の前記アンカーの後縁側端部を被覆する部分の肉厚は、前記絶縁部材の他の部分の肉厚に比べて厚いことを特徴とする風車用ブレード。
【請求項６】
請求項４に記載の風車用ブレードであって、
前記ブレードと前記絶縁部材との間の空間に接着剤が充填され、前記接着剤は、前記絶縁部材と前記アンカーの全面を被覆するように充填されていることを特徴とする風車用ブレード。
【請求項７】
請求項６に記載の風車用ブレードであって、
前記アンカーにボルト座を設け、該ボルト座を介して前記ブレードの外表面からボルトで前記アンカーが締結されていることを特徴とする風車用ブレード。
【請求項８】
請求項４に記載の風車用ブレードであって、
前記絶縁部材は第１の絶縁部材と第２の絶縁部材で構成され、前記第１の絶縁部材は前記アンカーの前縁側端部を、前記第２の絶縁部材は前記アンカーの後縁側端部をそれぞれ被覆すると共に、前記第１の絶縁部材と前記第２の絶縁部材との接合面は、前記アンカーの圧力面側及び負圧面側の中腹に設けられていることを特徴とする風車用ブレード。
【請求項９】
請求項８に記載の風車用ブレードであって、
前記接合面は、前記アンカーの前縁側端部及び後縁側端部の垂直二等分面上に位置することを特徴とする風車用ブレード。
【請求項１０】
請求項４に記載の風車用ブレードであって、
前記絶縁部材は、前記ダウンコンダクタの前記アンカー側の一部を更に被覆していることを特徴とする風車用ブレード。
【請求項１１】
請求項４に記載の風車用ブレードであって、
前記アンカーは、該アンカーの前縁側端部及び後縁側端部から前記ブレードの根元方向にかけて窄むと共に、前記アンカーの前縁側端部及び後縁側端部から前記ブレードの先端方向にかけて窄む形状であることを特徴とする風車用ブレード。
【請求項１２】
請求項３乃至１１のいずれか１項に記載の風車用ブレードであって、
前記絶縁部材は、真空加圧含浸で成形されていることを特徴とする風車用ブレード。
【請求項１３】
請求項３乃至１２のいずれか１項に記載の風車用ブレードであって、
前記絶縁部材は、エポキシ樹脂であることを特徴とする風車用ブレード。
【請求項１４】
タワーと、該タワーの頂部に、水平面内で回転駆動できるように設置されたナセルと、該ナセルに接続され、風車用ブレード及びハブで構成されたロータ備えた風力発電装置であって、
前記風車用ブレードは、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の風車用ブレードであることを特徴とする風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は風車用ブレード及び風力発電装置に係り、特に、ブレードの落雷対策としてブレードの先端若しくは先端近傍にレセプタを設置しているものに好適な風車用ブレード及び風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の風力発電装置の大型化に伴い、風力発電装置の落雷被害が頻発している。特に、最高点を通過するブレードへの落雷は多く報告されており、その対策が必要である。ブレードの落雷対策に関する技術として、例えば、特許文献１、２及び３に記載される技術が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、ブレードの先端若しくは先端近傍にレセプタを設置すると共に、このレセプタに接続されたダウンコンダクタをブレードの内部に配線することで、ブレードの雷撃損傷を効果的に防止し得る技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、レセプタとブレード本体表面との境界の周囲に限定して、少なくともブレードの表面側に導電性材料を被覆することで、レセプタとブレードの表面との境界やレセプタアンカーへの落雷を抑制し得る技術が記載されている。
【０００５】
更に、特許文献３には、受雷部とブレードとの間にセラミックス部材を配置することで、セラミックス部材と受雷部との界面に電界集中が生じやすくなり、ブレード本体の雷撃損傷を効果的に防止し得る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１１３７３５号公報
【特許文献２】特開２０１２−２４６８１２号公報
【特許文献３】特開２０１１−１６３１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されている技術では、レセプタが効果的に雷撃を捕捉することが期待されたが、レセプタアンカーの端部に電界が集中し、そのことがレセプタ以外の部分への着雷を招いていた。
【０００８】
また、特許文献２に記載されている技術によれば、アンカーの端部に集中していた電界を緩和させる効果が見込まれるが、それでもなおブレード本体への雷撃が相次いでいる。
【０００９】
更に、特許文献３に記載されている技術では、落雷によってセラミックス部材が損傷し、セラミックス部材が脱落する恐れがある。
【００１０】
本発明は上述の点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、安全性を損なうことなく、レセプタアンカーの端部に集中する電界を緩和でき、ブレードの雷撃損傷が抑制可能な風車用ブレード及び風力発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の風車用ブレードは、上記目的を達成するために、風を受けて回転するロータを構成するブレードと、該ブレードの先端部に取り付けられた雷保護装置のレセプタと、該レセプタと電気的に接続されると共に、前記ブレードの内部に設置され、前記レセプタに着雷した際の雷電流を接地極へ導くダウンコンダクタとを備えた風車用ブレードであって、前記レセプタは、前記ブレードの内部に位置すると共に、前記レセプタを前記ブレードの先端に固定するアンカーを有し、前記アンカーは、その前縁側端部及び後縁側端部に丸め加工が施されて構成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の風力発電装置は、上記目的を達成するために、タワーと、該タワーの頂部に、水平面内で回転駆動できるように設置されたナセルと、該ナセルに接続され、風車用ブレード及びハブで構成されたロータ備えた風力発電装置であって、前記風車用ブレードは、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の風車用ブレードであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、安全性を損なうことなく、アンカーの端部に集中する電界を緩和でき、ブレードの雷撃損傷が抑制可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の風力発電装置の実施例１の概略を示す全体構成図である。
【図２】本発明の風車用ブレードの実施例１の概略を示す全体構成図である。
【図３】比較例の風車用ブレードを圧力面側から負圧面側を見たブレード先端部の長手方向に沿った断面図である。
【図４（ａ）】比較例の風車用ブレードにおけるレセプタ周囲と相対電界強度の関係の電界解析結果を示す図である。
【図４（ｂ）】比較例の風車用ブレードにおけるレセプタアンカー周囲と相対電界強度の関係の電界解析結果を示す図である。
【図５】本発明の風車用ブレードの実施例１を圧力面側から負圧面側を見たブレード先端部の長手方向に沿った断面図である。
【図６（ａ）】本発明の風車用ブレードの実施例１におけるレセプタ周囲と相対電界強度の関係の電界解析結果を示す図である。
【図６（ｂ）】本発明の風車用ブレードの実施例１におけるレセプタアンカー周囲と相対電界強度の関係の電界解析結果を示す図である。
【図７】本発明の風車用ブレードの実施例２のブレード先端部の一部の構成を示す図である。
【図８】本発明の風車用ブレードの実施例３のブレード先端部の一部の構成を示す図である。
【図９】本発明の風車用ブレードの実施例４のブレード先端部の一部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図示した実施例に基づいて本発明の風車用ブレード及び風力発電装置を説明する。なお、各実施例において同一構成部品には同符号を使用し、重複する部分については、その説明は省略する。
【実施例１】
【００１６】
図１に、本発明の風力発電装置の実施例１の全体概略構成を示す。
【００１７】
図１に示すように、本実施例の風力発電装置５０は、地上又は洋上に設置された基礎５と、基礎５の上に設置されたタワー４と、このタワー４の頂部に、水平面内で回転駆動できるように取り付けられたナセル３と、ナセル３の内部の主軸（図示せず）に取り付けられたハブ２と、ハブ２に取り付けられた複数（本実施例では３本）のブレード１ａ、１ｂ、１ｃとで構成される回転可能なロータとから概略構成されている。
【００１８】
このように構成される風力発電装置５０においては、通常、主軸には、増速機（図示せず）を介して発電機（図示せず）が連結されており、ロータの回転力（回転）が増速機を介して発電機に伝達するよう構成されている。また、ブレード１ａ、１ｂ、１ｃが風を受けることでロータが回転し、ロータの回転力で発電機を回転させて電力を発生させている。なお、ブレード１ａ、１ｂ、１ｃは、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製の外皮（以下、外表面という場合もある）と、この外皮の内側に配置される主桁（図示せず）とを備えて構成されている。
【００１９】
また、図示しないが、ナセル３上には風向や風速を計測する風向風速センサが設置されており、発電機内には、回転速度を検出するための回転速度センサや発電機が出力する有効電力を計測する電力センサなども設置されている。
【００２０】
更に、風力発電装置５０は、個々のブレード１ａ、１ｂ、１ｃ毎に、風に対するブレード１ａ、１ｂ、１ｃの角度（ピッチ角）を調整するピッチ角調整装置（図示せず）を備えている。ピッチ角調整装置がブレード１ａ、１ｂ、１ｃのピッチ角を変更することにより、ブレード１ａ、１ｂ、１ｃの受ける風力（風量）を調整して、風に対するロータの回転エネルギーを変更するよう構成されている。
【００２１】
これにより、広い風速領域において回転速度及び発電電力を制御することが可能となっている。
【００２２】
また、ナセル３の向きはヨー角と称され、風力発電装置５０は、このナセル３の向き、即ち、ロータの回転面の向きを制御するヨー角調整装置（図示せず）を備えている。
【００２３】
図２に、図１に示すブレード１ａ、１ｂ、１ｃを構成する１つのブレード１ａの全体概略構成を示す。
【００２４】
図２に示すように、ブレード１ａの先端部には、雷保護装置としてレセプタ６が設置されている。レセプタ６は、ダウンコンダクタ７により接地極となる基礎５と電気的に接続されている。
【００２５】
なお、ブレード１ａの大きさに応じて中間レセプタ（図示せず）が設けられる場合がある。この場合、中間レセプタも同様にダウンコンダクタ７により、接地極となる基礎５に電気的に接続されている。
【００２６】
レセプタ６に着雷した場合、その雷電流は、ダウンコンダクタ７を介して接地極となる基礎５へと導かれる。図１に示すように、ダウンコンダクタ７から接地極となる基礎５までの通電経路には、ナセル３及びタワー４が存在するが、雷電流はナセル３及びタワー４を通電する場合もあるし、ナセル３内に設置されている避雷導線（図示せず）及びタワー４内に設置されている避雷導線（図示せず）を通電する場合もある。
【００２７】
ナセル３内に設置されている避雷導線の一端はダウンコンダクタ７と電気的に接続され、ナセル３内に設置されている避雷導線の他端はタワー４内に設置されている避雷導線と電気的に接続されている。また、タワー４内に設置されている避雷導線の一端はナセル３内の避雷導線と電気的に接続され、タワー４内に設置されている避雷導線の他端は接地極となる基礎５と電気的に接続されている。
【００２８】
なお、ナセル３及びタワー４が雷電流の導電体として十分な処理能力を備えている場合には、ナセル３内に設置されている避雷導線及び／又はタワー４内に設置されている避雷導線の設置を省略しても良い。
【００２９】
次に、本発明の実施例１の風車用ブレードの構成と、比較例の風車用ブレードの構成との違いについて説明する。
【００３０】
先ず、図３及び図４（ａ）、図４（ｂ）を用いて、比較例の風車用ブレードについて説明する。
【００３１】
図３は、比較例の風車用ブレードを圧力面側から負圧面側を見たブレード１ａの先端部の長手方向に沿った断面を示す。
【００３２】
図３に示すように、比較例の風車用ブレードにおけるブレード１ａの先端に取り付けられたレセプタ６は、比較例のブレード１ａの先端に向かって窄む楔状に形成されているレセプタアンカー９と接着剤１１によって、ブレード１ａの先端部に固定されている。
【００３３】
なお、レセプタ６と比較例のレセプタアンカー９とを含めた総称して、レセプタと称される場合もある。以下では、雷を受けるためのレセプタ６と、レセプタ６を保持するための比較例のレセプタアンカー９とに分けて説明する。
【００３４】
また、ダウンコンダクタ７は、締結部１０により比較例のレセプタアンカー９に固定され、接着剤１１は、比較例のレセプタアンカー９とブレード１ａとの間の空隙に充填されている。
【００３５】
このような比較例の風車用ブレードの構成とすることで、ブレード１ａの回転に伴って発生する遠心力によって、レセプタ６がブレード１ａから脱落することを防いでいる。また、比較例の風車用ブレードは、接着剤１１の接着力に加えて、レセプタアンカー９の形状をブレード１ａの先端に向かって窄む楔状に形成することで、遠心力に耐えうる構造となっている。
【００３６】
ところが、比較例のレセプタアンカー９の前縁側端部９ａ及び後縁側端部９ｂは、ブレード１ａの先端に向かって窄む楔状に形成することで、レセプタアンカー９の底面と側面とのなす角が鋭角となり曲率半径が小さく形成されるため、雷雲接近時にレセプタアンカー９の前縁側端部９ａ及び後縁側端部９ｂの周囲の電界強度が高くなる。
【００３７】
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、比較例の風車用ブレードにおける雷雲が接近した状況を模擬した有限要素法による電界解析結果である。図４（ａ）の横軸は、レセプタ６周囲の前縁側から後縁側にかけての相対位置であり、縦軸は、比較例の風車用ブレードのレセプタ６の頂点を基準とした、即ち、比較例の風車用ブレードのレセプタ６の頂点における電界強度を１とした、相対電界強度である。
【００３８】
図４（ａ）は、比較例の風車用ブレードにおけるレセプタ６の周囲の相対電界強度を示している。
【００３９】
図４（ａ）から分かるように、比較例の風車用ブレードは、レセプタ６の後縁側端部６ｂで相対電界強度が最大値をとり、レセプタ６の後縁側端部６ｂから前縁側端部６ａにかけて、電界強度が低下する傾向にある。
【００４０】
図４（ｂ）は、比較例の風車用ブレードにおけるレセプタアンカー９の周囲の相対電界強度を示している。
【００４１】
図４（ｂ）から分かるように、比較例の風車用ブレードにおけるレセプタアンカー９は、レセプタアンカー９の前縁側端部９ａ及び後縁側端部９ｂのいずれも電界強度が高く、その相対電界強度はそれぞれ約１．２及び約１．５であり、いずれも、レセプタ６の頂点よりも高い値であることが分かる。
【００４２】
このことから、雷雲が接近したとき、比較例の風車用ブレードにおけるレセプタアンカー９の前縁側端部９ａ及び／又は後縁側端部９ｂの周囲の絶縁が破壊されてリーダ（稲妻の先駆放電）が発生する可能性がある。また、ブレード１ａの内部でリーダが成長すると、レセプタ６ではなく、ブレード１ａの大部分を構成するＦＲＰで形成されたブレード本体への着雷を誘発することとなる。
【００４３】
このように、比較例の風車用ブレードにおけるレセプタアンカー９の形状は、ブレード１ａを損傷させる恐れがある。
【００４４】
次に、図５及び図６（ａ）、図６（ｂ）を用いて、本発明の実施例１における風車用ブレードについて説明する。
【００４５】
図５は、本発明の風車用ブレードの実施例１を圧力面側から負圧面側を見たブレード１ａの先端部の長手方向に沿った断面を示す。
【００４６】
図５に示すように、本実施例の風車用ブレードにおけるレセプタアンカー１２は、比較例の風車用ブレードにおけるレセプタアンカー９に比べ、丸め加工を施し大きな曲率半径を有する前縁側端部１２ａ及び後縁側端部１２ｂを備えている。
【００４７】
即ち、本実施例の風車用ブレードにおけるレセプタアンカー１２は、ブレード１ａの先端に向かって窄む楔状に形成されていると共に、レセプタアンカー１２の前縁側端部１２ａ及び後縁側端部１２ｂに、鋳型成型や切削加工による丸め加工が施されて構成されている。
【００４８】
しかも、本実施例の風車用ブレードにおけるレセプタアンカー１２は、その周囲にレセプタアンカー１２の表面に密着する絶縁部材１３を有し、この絶縁部材１３は、レセプタアンカー１２の前縁側端部１２ａ及び後縁側端部１２ｂを含むレセプタアンカー１２の全体を被覆している。
【００４９】
更に、本実施例の絶縁部材１３は、レセプタアンカー１２の前縁側端部１２ａを被覆する部分の肉厚及びレセプタアンカー１２の後縁側端部１２ｂを被覆する部分の肉厚（Ｌ２）が、絶縁部材１３の他の部分の肉厚（Ｌ２）に比べて厚く形成されている。
【００５０】
このような本実施例の構成の風車用ブレードがもたらす効果を、図６（ａ）及び図６（ｂ）を用いて説明する。
【００５１】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本実施例の風車用ブレードにおける雷雲が接近した状況を模擬した有限要素法による電界解析結果である。図６（ａ）の横軸は、レセプタ６周囲の前縁側から後縁側にかけての相対位置であり、縦軸は、比較例の風車用ブレードのレセプタ６の頂点を基準とした、即ち、比較例の風車用ブレードのレセプタ６の頂点における電界強度を１とした、相対電界強度である。
【００５２】
図６（ａ）は、本実施例の風車用ブレードにおけるレセプタ６の周囲の相対電界強度を示している。
【００５３】
図６（ａ）から分かるように、本実施例の風車用ブレードは、比較例の風車用ブレードと同様に、レセプタ６の後縁側端部６ｂで相対電界強度が最大値をとり、レセプタ６の後縁側端部６ｂから前縁側端部６ａにかけて電界強度が低下する傾向にある。
【００５４】
図６（ｂ）は、本実施例の風車用ブレードにおけるレセプタアンカー１２の周囲の相対電界強度を示している。
【００５５】
図６（ｂ）から分かるように、本実施例の風車用ブレードは、比較例の風車用ブレードに比べ、レセプタアンカー１２の前縁側端部１２ａ及び後縁側端部１２ｂの電界強度はいずれも低く、その相対電界強度はどちらも約０．５である。
【００５６】
以上説明した本実施例の風車用ブレードのように、レセプタアンカー１２の前縁側端部１２ａ及び後縁側端部１２ｂに丸め加工を施して、その曲率半径を大きくすることで、レセプタアンカー１２の前縁側端部１２ａ及び後縁側端部１２ｂの周囲の電界強度は緩和されることが理解される。
【００５７】
また、本実施例のレセプタアンカー１２のように、少なくとも前縁側端部１２ａ及び後縁側端部１２ｂを絶縁部材１３で覆うことにより、絶縁破壊強度を高めることができる。更に、絶縁部材１３は、ブレード１ａの内部に設置されていることから、絶縁部材１３が損傷しても直ちに安全性が損なわれるわけではない。
【００５８】
なお、レセプタ６とレセプタアンカー１２は、それぞれ別の部品として構成しても良く、鋳型成型や削り出し或いは３Ｄプリンターなどによりレセプタ６とレセプタアンカー１２を一体成型としても良い。製造業者の設備によっては、一体とした方が安価となる場合があるし、その逆もあり得る。
【００５９】
また、本実施例の風車用ブレードは、レセプタアンカー１２とダウンコンダクタ７が締結部１０で電気的、機械的に接続されている。この締結部１０の締結方法として、例えば、圧着端子或いは圧縮端子が用いられるが、この限りではない。圧着端子で締結する場合、締結部１０を安価にすることができる。圧縮端子で締結する場合、端子全体を圧縮して接続するため、ダウンコンダクタ７の素線に作用する機械的な負担を小さくできる。
【００６０】
これにより、ダウンコンダクタ７の素線が切れる可能性を低減でき、雷保護の観点でのブレード１ａの信頼性を高めることができる。
【００６１】
更に、本実施例の風車用ブレードは、ブレード１ａとレセプタアンカー１２との間の空隙に接着剤１１が充填されている。この接着剤１１は、レセプタアンカー１２及び絶縁部材１３の全面を完全に被覆するように充填されることが望ましい。
【００６２】
このようにすることで、絶縁部材１３が絶縁破壊した場合でも、接着剤１１の絶縁性によってリーダの成長を抑制できる。
【００６３】
なお、上述した接着剤１１は、微小な空隙（エアギャップ）がないように充填されることが望ましい。接着剤１１の中にエアギャップがあると、周囲の電界強度が高まった際に、エアギャップの中で部分放電が発生し、接着剤１１の絶縁性を悪化させ、接着剤１１が絶縁破壊に至る可能性がある。接着剤１１の材質としては、例えば、エポキシをはじめとする樹脂が選定されるが、この限りではない。
【００６４】
また、レセプタアンカー１２にボルト座８（図８参照）を設け、このボルト座８を介してブレード１ａの外表面からボルトでレセプタアンカー１２を締結する構成としても良い。
【００６５】
接着剤１１による固定とボルトによる固定を併用することで、ブレード１ａからレセプタ６が脱落することをより確実に防ぐことができる。
【００６６】
なお、絶縁部材１３の材質としては、例えば、エポキシをはじめとする樹脂が選定されるが、この限りではない。また、絶縁部材１３は、真空加圧含浸で成形されることが望ましい。真空加圧含浸で成型することで、絶縁部材１３がエアギャップを含む可能性を低減し、ブレード１ａの絶縁信頼性を向上することができる。
【００６７】
更に、絶縁部材１３は、レセプタアンカー１２に密着して成形されることが望ましい。レセプタアンカー１２と絶縁部材１３との間にエアギャップが含まれていれば、このエアギャップの中で部分放電が発生する可能性がある。レセプタアンカー１２に密着して絶縁部材１３を成形することで、このようなエアギャップを含む可能性を低減し、ブレード１ａの絶縁信頼性を向上することができる。
【００６８】
以上説明した本実施例によれば、安全性を損なうことなく、レセプタアンカー１２の端部に集中する電界を緩和できため、ブレード１ａの雷撃損傷を抑制可能な風車用ブレード及びこの風車用ブレードを備えた風力発電装置を得ることができる。
【実施例２】
【００６９】
図７に、本発明の風車用ブレードの実施例２のブレード先端部の一部の構成を示す。図７は、一部の構成の図示を省略しているが、図５の実施例１のブレード先端部と略同様の構成であり、以下では、実施例１のブレード先端部と異なる点について説明する。
【００７０】
図７に示す本実施例では、絶縁部材が第１の絶縁部材１４と第２の絶縁部材１５で構成され、第１の絶縁部材１４はレセプタアンカー１２の前縁側端部１２ａを、第２の絶縁部材１５はレセプタアンカー１２の後縁側端部１２ｂをそれぞれ被覆すると共に、第１の絶縁部材１２ａと第２の絶縁部材１２ｂとの接合面２０は、レセプタアンカー１２の圧力面側及び負圧面側の中腹に設けられている。
【００７１】
上記の接合面２０は、より望ましくは、レセプタアンカー１２の前縁側端部１２ａと後縁側端部１２ｂとの垂直二等分面上に面するのが良い。
【００７２】
また、第１の絶縁部材１４と第２の絶縁部材１５の接合面２０は、接着剤の不均一などに起因してエアギャップを含み、絶縁性が悪化する場合が多いが、一方、レセプタアンカー１２の前縁側及び後縁側に比べ、レセプタアンカー１２の圧力面側及び負圧面側は曲率が大きく、より平面に近い形状である。つまり、レセプタアンカー１２の前縁側及び後縁側の周囲に比べ、レセプタアンカー１２の圧力面側及び負圧面側の周囲の電界強度は小さい。
【００７３】
従って、第１の絶縁部材１４と第２の絶縁部材１５を、レセプタアンカー１２の圧力面側及び負圧面側の中腹で接合すれば、接合面２０は相対的に高い電界強度に晒されることはないので、接合面２０の絶縁性を維持することができる。
【００７４】
更に、第１の絶縁部材１４と第２の絶縁部材１５で、レセプタアンカー１２を覆う絶縁部材を構成することにより、レセプタアンカー１２への装着が容易となる。
【００７５】
なお、本実施例では、絶縁部材を２つに分割する例を示したが、第３、第４の絶縁部材を適用しても良い。
【００７６】
このような本実施例の構成であっても、実施例１と同様な効果を得ることができる。
【実施例３】
【００７７】
図８に、本発明の風車用ブレードの実施例３のブレード先端部の一部の構成を示す。図８は、一部の構成の図示を省略しているが、図５の実施例１のブレード先端部と略同様の構成であり、以下では、実施例１のブレード先端部と異なる点について説明する。
【００７８】
図８に示す本実施例では、絶縁部材１３は、レセプタアンカー１２のダウンコンダクタ７との締結部１０を含む全面を被覆すると共に、ダウンコンダクタ７のレセプタアンカー１２側の一部を被覆している。
【００７９】
また、レセプタアンカー１２にボルト座８を設け、このボルト座８を介してブレード１ａの外表面からボルトでレセプタアンカー１２を締結する構成としている。
【００８０】
このような構成とすることで、ダウンコンダクタ７からリーダが発生することを抑制することができる。
【００８１】
また、絶縁部材１３の前縁側端部１３ａ及び後縁側端部１３ｂは、それぞれレセプタアンカー１２の前縁側端部１２ａ及び後縁側端部１２ｂよりも小さな曲率半径を有する。
【００８２】
このような構成とすることで、レセプタアンカー１２に比べ、絶縁部材１３はより楔形に近い形状となり、遠心力に耐え得る構造となる。換言すれば、レセプタアンカー１２の端部に丸め加工を施したことによって失った遠心力に耐え得る力を、絶縁部材１３の楔形状で補うことができる。
【００８３】
このような本実施例の構成であっても、実施例１と同様な効果を得ることができる。
【実施例４】
【００８４】
図９に、本発明の風車用ブレードの実施例４のブレード先端部の一部の構成を示す。図０は、一部の構成の図示を省略しているが、図５の実施例１のブレード先端部と略同様の構成であり、以下では、実施例１のブレード先端部と異なる点について説明する。
【００８５】
図９に示すように、本実施例のレセプタアンカー１２は、前縁側端部１２ａ及び後縁側端部１２ｂからブレード１ａの根元方向にかけて窄むと共に、前縁側端部１２ａ及び後縁側端部１２ｂからブレード１ａの先端方向にかけても窄む形状となっている。また、絶縁部材１３は、レセプタアンカー１２の全体を被覆するように構成されている。
【００８６】
このような構成とすることで、レセプタアンカー１２の前縁側端部１２ａ及び後縁側端部１２ｂの周囲における電界強度をより低減できるため、絶縁部材１３の肉厚を薄く設計できる。
【００８７】
このような本実施例の構成であっても、実施例１と同様な効果を得ることができる。
【００８８】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１ａ、１ｂ、１ｃ…ブレード、２…ハブ、３…ナセル、４…タワー、５…基礎、６…レセプタ、６ａ…レセプタの前縁側端部、６ｂ…レセプタの後縁側端部、７…ダウンコンダクタ、８…ボルト座、９…比較例のレセプタアンカー、９ａ…比較例のレセプタアンカーの前縁側端部、９ｂ…比較例のレセプタアンカーの後縁側端部、１０…締結部、１１…接着剤、１２…本発明のレセプタアンカー、１２ａ…本発明のレセプタアンカーの前縁側端部、１２ｂ…本発明のレセプタアンカーの後縁側端部、１３…絶縁部材、１３ａ…絶縁部材の前縁側端部、１３ｂ…絶縁部材の後縁側端部、１４…第１の絶縁部材、１５…第２の絶縁部材、２０…接合面、５０…風力発電装置。
【図１】
2020172868.tif 000003
【図２】
2020172868.tif 000004
【図３】
2020172868.tif 000005
【図４（ａ）】
2020172868.tif 000006
【図４（ｂ）】
2020172868.tif 000007
【図５】
2020172868.tif 000008
【図６（ａ）】
2020172868.tif 000009
【図６（ｂ）】
2020172868.tif 000010
【図７】
2020172868.tif 000011
【図８】
2020172868.tif 000012
【図９】
2020172868.tif 000013