(57)【要約】  落雷に長期間耐えることのできる高信頼の風力発電装置を提供することを目的とする。  上記の課題を解決するために、本発明に係る風力発電設備では、風を受けて回転するブレード２０と、ブレード２０に配置されてブレード２０の強度部材となるスパーキャップ２０２ａと、を備える風力発電装置であって、ブレードの外皮２０１は風力発電設備の外部に接地されており、ブレードの外皮２０１およびスパーキャップ２０２ａは同一の又は異なる導電性材料で構成されており、ブレードの外皮２０１とスパーキャップ２０２ａは電気的に接続されていることを特徴とする。
2017033249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風を受けて回転するブレードと、
前記ブレードに配置されて前記ブレードの強度部材となるスパーキャップと、を備える風力発電設備であって、
前記ブレードの外皮は前記風力発電設備の外部に接地されており、
前記ブレードの外皮および前記スパーキャップは同一の又は異なる導電性材料で構成されており、前記ブレードの外皮と前記スパーキャップは電気的に接続されていることを特徴とする風力発電設備。
【請求項２】
請求項１に記載の風力発電設備であって、
前記スパーキャップが繊維強化材で形成されることを特徴とする風力発電設備システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の風力発電設備であって、
前記スパーキャップの前記導電性材料は、導電性部材を母材とした炭素繊維強化複合材であることを特徴とする風力発電設備。
【請求項４】
請求項３に記載の風力発電設備であって、
前記導電性部材はアルミ材であることを特徴とする風力発電設備。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の風力発電設備であって、
前記ブレードの外皮と前記スパーキャップの間に、前記ブレードの外皮の前記ブレードの長手方向における弾性率と前記スパーキャップの前記ブレードの長手方向における弾性率の間の弾性率を有する部材を配置することを特徴とする風力発電設備。
【請求項６】
請求項５に記載の風力発電設備であって、
前記ブレードの外皮の前記ブレードの長手方向における弾性率と前記スパーキャップの前記ブレードの長手方向における弾性率の間の弾性率を有する部材が繊維強化金属部材
であることを特徴とする風力発電設備。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の風力発電設備であって、
前記導電性材料はアルミ材で構成されることを特徴とする風力発電設備。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の風力発電設備であって、
前記スパーキャップは前記ブレードの正圧面及び負圧面に配置され、
更に、前記ブレードの正圧面に配置される前記スパーキャップと、前記ブレードの負圧面に配置される前記スパーキャップとを連結するスパーウェブと、を備え、
前記スパーウェブが導電性部材からなることを特徴とする風力発電設備。
【請求項９】
請求項８に記載の風力発電設備であって、
前記スパーウェブは、導電性の発泡部材であることを特徴とする風力発電設備。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の風力発電設備であって、
前記スパーウェブがアルミ材であることを特徴とする風力発電設備。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の風力発電設備であって、
前記ブレードの外皮は中空の厚肉構造を備え、前記ブレードの外皮において前記厚肉構造の厚みは前記厚肉構造以外の厚みよりも厚いことを特徴とする風力発電設備。
【請求項１２】
請求項１１に記載の風力発電設備であって、
前記厚肉構造が導電性の発泡部材であることを特徴とする風力発電設備。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の風力発電設備であって、
導電性の前記スパーキャップが、前記ブレードの外皮に埋め込まれて配置され、前記スパーキャップと前記外皮の外表面が滑らかになるように構成されていることを特徴とする風力発電設備。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の風力発電設備であって、
前記ブレードの外皮と前記スパーキャップは同種の金属を含有し、かつ互いに接合されていることを特徴とする風力発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電装置に関するものであり、特に落雷対策を考慮した風力発電設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置は一般に、タワーの上部にナセルが支持され、ハブに取り付けられたブレードが、ナセルに回転方向に自在となるよう支持された構成を有する。ブレードを含むロータ全体が、風を受けることによって回転し、その回転エネルギーを電気に変換する。【０００３】
このような風力発電装置に用いられるブレードは、タワー上部に支持される。風車は、その構造、高さ、および所在地によっては雷撃による被害をうける。特にブレードは、タワー上部の高い位置に配置されるため、落雷による被害のリスクが高いといえる。【０００４】
ブレードに落雷すると、極めて大きな電流が風車構造を伝わることとなり、特にブレードに関しては、構成材料内に水分や気泡が存在していると、瞬間的に加熱されて焼損や爆発など、甚大な損傷を被る場合がある。落雷によってブレードが大きな損傷を受けると、その修復に多大な時間とコストがかかる場合が多い。【０００５】
従ってブレードは、軽量、高強度、かつ優れた耐雷性をバランスよく兼ね備える必要があった。ブレードの耐雷性を高めるため、これまで様々な工夫がなされてきた。【０００６】
風力発電用ブレードの耐雷性向上対策としては、特許文献１に記載の様に雷保護システムを備える風車翼に関して、雷が比較的小さなレセプタ領域に落ちる可能性があるものを課題とし、金属箔が径方向においてスパーキャップの背後に配置され、外側翼層の下側に位置しており、翼の長さのかなりの部分に沿って、翼の根端から翼の先端に向かって延在している。これは、雷保護システムのレセプタに落ちない雷撃の発生を減少させることを目的として成されたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１１３７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１において提案されている金属箔は、その板厚が長手方向および横方向の寸法に比べて十分小さな金属片とされている。従って、板厚の寸法が小さい金属箔に落雷した場合、着雷部の破断、溶断、および焼損を起こし、保護機能が次第に低下していくものといえる。ブレード外表面の内側に配置されることから、交換や補修は容易ではなく、被害の大きさによってはブレードごと交換する必要が生じる。また、前述のような補修・交換作業時には風車の運転を止めざるを得ないため、停止期間中は発電することができないという課題がある。【０００９】
そこで、本発明では、落雷に長期間耐えることのできる高信頼の風力発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明に係る風力発電設備では、風を受けて回転するブレードと、前記ブレードの外皮と、前記ブレードに配置される前記ブレードの強度を向上させるスパーキャップと、を備える風力発電設備であって、前記ブレードの外皮は前記風力発電設備の外部に接続されており、前記ブレードの外皮および前記スパーキャップは同一の又は異なる導電性材料で構成されており、前記ブレードの外皮と前記スパーキャップは電気的に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、落雷によるブレード損傷を低減した高信頼の風力発電装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】参考例の風力発電設備を示す代表的な概略構成図
【図２】参考例の風力発電用ブレードの概略図
【図３】図２におけるＡ−Ａ’断面図
【図４】本発明の風力発電設備を示す代表的な概略構成図
【図５】本発明の風力発電用ブレードの実施形態１の概略図
【図６】図５におけるＢ−Ｂ’断面図
【図７】炭素繊維強化アルミニウム基複合材料の繊維方向断面写真
【図８】図５におけるＣ部の拡大斜視図
【図９】図８におけるＣ部のＤ−Ｄ’断面図
【図１０】本発明における第２の実施形態を説明する概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（参考例）
参考例として風力発電設備の構造を、図１を用いて簡単に説明する。風力発電設備１は、例えば地表面に設置された図示しない鉄筋コンクリート製の基礎上に立設されるタワー１６と、このタワー１６の上端部に設置されるナセル１２と、略水平な横方向の回転主軸１３周りに回転自在に支持されてナセル１２の前端部側に設けられるロータヘッド１１とを有している。
【００１４】
ロータヘッド１１には、回転軸の半径方向に延在する複数枚（例えば３枚）のブレード１０が取り付けられ、ロータ１００が構成される。ナセル１２の内部には発電機１５が収容設置され、ロータヘッド１１の回転軸１３が発電機１５の主軸に増速機１４を介して連結されている。このため、ブレード１０に当たった外風の風力が、ロータヘッド１１と回転軸１３を回転させる回転力に変換され、発電機１５が駆動されて発電が行われる。
【００１５】
ナセル１２は、ブレード１０とロータヘッド１１と共に、タワー１６の上端において水平方向に旋回することができる。ナセル１２の外周面適所（たとえば上部等）には、周辺の風向および風速値を測定する図示しない風向風速計と、落雷１９を回避するための避雷針が設置されている。ナセル１２は、図示しない駆動装置と制御装置により、アップウインド方式の場合はロータヘッドが風上側を、ダウンウインド方式風車の場合はロータヘッドが風下側を、常時指向して効率良く発電できるように制御される。また、ブレード１０のピッチ角は、風量に合わせて最も効率良く風車回転翼１０を回転させられるように自動調整される。
【００１６】
各ブレード１０には落雷１９による損傷を低減するため、先端部に受雷部（レセプタ）１０２が備えられている。また、ブレード１０の先端部から根元部方向に、直径数センチ程度の円形状の中間レセプタ１０３が点在するように備えられている。レセプタ１０２ならびに中間レセプタ１０３は、接着剤などを用いてブレード１０の先端ならびに表面に固定される。各レセプタから延びるブレード内導線（ダウンコンダクタ）１０１がブレード１０の内部を通ってブレード根元側に延在するように備えられる。各ブレード１０のダウンコンダクタ１０１は、ロータヘッド１１の内部で１本にまとめられ、スリップリング１８等を介してナセル１２およびタワー１６内に備えられたタワー導線１７に電気的に導通されている。前述の被雷針もタワー導線１７に導通され、タワー導線１７の他端は地中に接地されている。
【００１７】
図２を用いて、比較例における風力発電用ブレードの概略構造を説明する。ブレード１０は、ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂を母材とした繊維強化樹脂複合材（以下、ＦＲＰ）からなり、ハンドレイアップ法、樹脂含浸法、真空含浸法、オートクレーブ法等によって成形、製造される。また、複数の部材を接着剤やその他の接合手段によって接合することによって翼型が形成される。また、ブレード１０は、空力学的に回転力を得る翼型に形成されている。
【００１８】
前述のように、ブレード１０を構成する材料としてはＦＲＰが用いられ、その強化繊維としては炭素繊維やガラス繊維が用いられる。材料コストの観点から、ガラス繊維によるＦＲＰ（ＧＦＲＰ）が用いられることが多い。一方、母材樹脂としては、機械的特性に優れ、電気抵抗の高いエポキシ樹脂が用いられることが多い。また、炭素繊維によるＦＲＰ（ＣＦＲＰ）も、軽量かつ高強度特性を発現できるためブレード１０の構造材料として使用量が増加している。炭素繊維は導電性が高く、母材樹脂は導電性が低いことから、ＧＦＲＰほどではないが電気絶縁性が高いといえる。従ってブレード１０は、高電気抵抗材料によって構成される絶縁構造物といえる。
【００１９】
図２のＡ−Ａ’断面図を図３に例示する。ブレード１０は、主にＦＲＰの外殻で構成された中空構造となっており、前縁部であるリーディングエッジ１０４（ＬＥ）、後縁部であるトレイリングエッジ１０５（ＴＥ）、正圧面であるプレッシャーサイド１０６（ＰＳ）、負圧面であるサクションサイド１０７（ＳＳ）から構成される。また、プレッシャーサイド１０６、サクションサイド１０７によって外皮面（シェル）が構成される。風車運転時には、ブレード１０を面外（図中の上下方向）に曲げ変形を起こそうとする荷重が作用するため、ブレード１０内部が中空状態では、座屈破壊に至る。そこで、フラップ（幅広）面の中央付近に一方向繊維強化プラスチック製のＰＳ側スパーキャップ部材１０８、ＳＳ側スパーキャップ部材１０９を配置するとともに、ＰＳ側スパーキャップ１０８、ＳＳ側スパーキャップ１０９の間に桁部材（スパーウェブ）１１０を接着接合することで、耐座屈性を向上させている。ダウンコンダクタ１０１は、スバーウェブ１１０に接着剤やＦＲＰ部材と共に一体に成形される。
【００２０】
ブレード１０が落雷１９により破壊される原因としては、高電気抵抗なＦＲＰに高電圧高電流が流れたときに発生する熱エネルギーと電気エネルギーによる、ブレード１０を構成するＦＲＰの内部損傷、燃焼、および落雷点部分の加熱または溶断よるものである。
【００２１】
落雷１９によるブレードの破壊メカニズムを鑑みると、落雷の確率が高いブレード先端部に導電性材料を備えている風力発電設備もあるが、ブレード表面が雨滴などで低電気抵抗状態となっているなどの場合に、ブレード本体に落雷することがある。
【実施例１】
【００２２】
以下、本発明の複数の実施例を複数の図を用いて説明する。図４は、本発明の風力発電設備を示す代表的な概略構成図である。図４の風力発電設備２は、例えば地表面に設置された鉄筋コンクリート製の基礎３上に立設されるタワー１６と、このタワー１６の上端部に設置されるナセル１２と、略水平な横方向の回転軸線１３周りに回転自在に支持されてナセル１２の前端部側に設けられるロータヘッド１１とを有している。【００２３】
ロータヘッド１１には、回転軸の半径方向に延在する複数枚（例えば３枚）のブレード２０が取り付けられ、ロータ２００が構成される。ナセル１２の内部には発電機１５が収容設置され、ロータヘッド１１の回転軸１３が発電機１５の主軸に増速機１４を介して連結されている。このため、ブレード２０に当たった外風の風力が、ロータヘッド１１と回転軸１３を回転させる回転力に変換され、発電機１５が駆動されて発電が行われる。【００２４】
図５ならびに図６を参照しながら、本実施形態に係るブレードの概要を説明する。図５は、本発明における実施形態に係るブレードの概略図であり、図４に示す本発明の風力発電設備２におけるブレード２０を拡大して表示したものである。図６は、図５におけるＢ−Ｂ‘断面図を示したものである。【００２５】
ブレード２０は、主に電気抵抗が低い導電性部材で構成された中空構造となっており、その外表面は、前縁部であるリーディングエッジ２０４（ＬＥ）、後縁部であるトレイリングエッジ２０５（ＴＥ）、外皮（シェル）部材２０１から、正圧面であるプレッシャーサイド２０６（ＰＳ）、負圧面であるサクションサイド２０７（ＳＳ）を構成し、雷電流がブレード２０の本体に帯電しないように外部に接地するための導電性等の電気的接続手段を備えている。外部に接地するための電気的接続手段は、ブレード本体を介して接続されてもよく、風力発電設備外部に接地される。【００２６】
風車運転時には、ブレード２０を面外（図中の上下方向）に曲げ変形を起こそうとする荷重が作用するため、ブレード２０内部が中空状態では、座屈破壊に至る。そのため、ブレード幅広方向（フラップ方向）面の中央付近に設けられたスパーキャップ２０２ａとスパーキャップ２０２ｂとに跨るように桁部材（スパーウェブ）２０８を接合することにより耐座屈性を向上させている。スパーキャップ２０２ｂはブレードの外皮２０１に埋め込まれて配置され、スパーキャップ２０２ｂとブレードの外皮２０１の外表面が滑らかになるように構成されている。このとき、シェル部材２０１やスパーウェブ部材２０８に耐座屈性能を付与しようとした場合、板厚を大きくして断面２次モーメントを増やすなどの方策があるが、厚肉な中実材を用いるとブレード２０の軽量性が損なわれる。そこで、スパーウェブ部材２０８は、導電性部材を発泡部材とし、その裏表面に薄肉な導電性部材を接合して成るサンドイッチ部材を適用することにより、軽量性と耐座屈性向上を両立する。また、本実施例ではスパーウェブも導電性としており、耐座屈性と導電率の向上の効果が得られる。シェル部材２０１は、サンドイッチ部材もしくは、導電性部材で構成された公知の技術である押出型成形法によって、ブレードの外皮２０１において他の厚みよりも厚みを有する中空厚肉構造部材２０１ｃを形成することによって、構造部材の軽量性を損なわずにフラップ方向への曲げ荷重に対する耐座屈性能を効果的に高めることが可能となる。本実施例では、中空厚肉構造部材も導電性としており、軽量化と導電率を高める効果が得られる。【００２７】
ブレード２０を構成する導電性部材は、好ましくは金属材料であり、より好ましくは、比重がＦＲＰ材料と同等以下である軽量金属材であって、具体的には、アルミニウムまたはアルミニウム合金である。本明細書において、アルミ材とはアルミニウム及びアルミニウム合金の双方を含むものである。アルミニウム合金としては公知のものを使用でき、たとえば、アルミニウム− 銅、アルミニウム− 亜鉛、アルミニウム−マンガン、アルミニウム−マグネシウム、アルミニウムーマグネシウムーマンガン、アルミニウムーマグネシウムー珪素、アルミニウム−珪素、アルミニウム−銅−マグネシウム、アルミニウム−亜鉛−マグネシウム、アルミニウム−亜鉛−マグネシウム−銅などが挙げられる。【００２８】
ブレード２０の構造強度部材であるスパーキャップ２０２には高材料強度特性が要求されることを鑑みると、導電性部材よりも強度および弾性係数が高い部材で構成されることが好ましい。具体的には、スパーキャップ２０２は繊維強化材で構成されることが好ましい。また、スパーキャップにも雷が直撃する可能性があるので、スパーキャップ２０２は導線性部材で構成されることが好ましく、具体的には、繊維強化金属基複合材料で構成されることが好ましく、より好ましくは、アルミニウムを炭素繊維で補強した、炭素繊維強化アルミニウム金属基複合材料である。この材料によって、軽量かつ高い導電性効果を期待できるからである。ここでの導電性部材はスパーキャップとスパーウェブは同一であっても良いし異なっていても良い。【００２９】
図７は、炭素繊維強化アルミニウム基複合材料の繊維方向断面の顕微鏡観察写真３であり、母材となるアルミニウム３１内に炭素繊維３０の断面が点在している様子が分かる。強化繊維に用いられる炭素繊維としては、コールタールまたは石油重質分を原料として得られる繊維を炭素化して得られるピッチ系炭素繊維や、ポリアクルロニトリルを炭素化した炭素繊維を用いる。ポリアクリロニトリル系炭素繊維は、熔融したアルミニウムとの複合化時に恒温のアルミニウムと炭素繊維が界面反応を起こして炭素繊維が劣化し機械的強度が低下するため、炭素繊維表面にアルミナセラミックスコーティングを施して界面反応を抑制するという公知の技術を適用してもよい。なお、強化繊維としては、母材金属よりも高熔融点であれば良く、材料の種類によって制限されるものではなく、炭素繊維のほかにも、ボロン繊維、アルミナ繊維、チラノ繊維、ガラス繊維等を用いてもよい。同一とする場合、後述の場合における利点がある。【００３０】
炭素繊維強化金属基複合材の製法としては、たとえば炭素繊維を経糸および／または緯糸に用いて、公知の織機を用いて得られる織物を予備成形体として使用することができる。また、所望の形状となる型内に炭素繊維層を一方向に、あるいは所望の方向、板厚となるように敷き詰めて予備成形体として使用することができる。このようにして得られる予備成形体に、母材金属の溶湯を含浸させる際には、例えば特開２００５−８２８７６で公開されている溶湯鍛造法などの手段によって実施することができる。溶湯として用いる母材金属は、アルミニウムまたはアルミニウム合金である。アルミニウム合金としては公知のものを使用でき、たとえば、アルミニウム− 銅、アルミニウム− 亜鉛、アルミニウム−マンガン、アルミニウム−マグネシウム、アルミニウムーマグネシウムーマンガン、アルミニウムーマグネシウムー珪素、アルミニウム−珪素、アルミニウム−銅−マグネシウム、アルミニウム−亜鉛−マグネシウム、アルミニウム− 亜鉛−マグネシウム−銅などが挙げられる。母材金属は、得られる繊維強化金属の用途などに応じて適宜選択してもよい。【００３１】
従来のＧＦＲＰ製ブレードを構成する部材は、接着剤などの手段によって接合されるが、樹脂材料からなる接着剤は経時劣化することに加えて、内部に接着部が設けられる故の補修の難しさという観点から、接着剤レスとした組み立て工法が好ましい。【００３２】
図８は、図５中の点線で囲った範囲Ｃにおいて、金属部材２０１とスパーキャップ部材２０１を、接合ツール４０を用いて摩擦撹拌接合している状況を例示した図である。ブレード２０を構成するシェル部材２０１ａ〜２０１ｃとスパーキャップ部材２０２ａ、２０２ｂとは、摩擦撹拌接合によって接続される。【００３３】
図９は、図８におけるＤ−Ｄ’断面を例示した図であり、摩擦撹拌接合部４１によって金属部材２０１と部材２０２を構成する母材金属とが、接合ツール４０の回転による摩擦熱によって撹拌されて連続的に接合された状況を例示したものである。金属は、そもそもそれ自体が金属なので金属を含有しており、また、スパーキャップ部材２０２にも同種の金属を含有させることで接合強度を高められるため、金属部材とスパーキャップ部材２０２は、同種の金属を含有することによって、より好適な接合強度を得ることができる。なお本実施形態は、金属部材２０１とスパーキャップ部材２０２の接合に限定されるものではなく、例えば図６における、スパーキャップ部材２０２ａ、２０２ｂとスパーウェブ部材２０８ａ、２０８ｂといったように、ブレード２０を構成するすべての部品の端部同士を接合する場所に適用することができる。また、本実施例の摩擦撹拌接合によると、ブレード２０は任意の順序で接続することが可能となり、製作時における接合部の検査が容易となるため、高品質にブレードを組み立てることが可能となる。【００３４】
導電性の被膜がブレードの外皮に設けられている風力発電設備もあるが、落雷によって導電性被膜が損傷する場合がある。従って、保護機能を喪失した部位は、電気抵抗の高いFRP材料が露出し、その周辺は電流回路が失われる。回路が失われた部位の近傍に再び着雷した場合、ダウンコンダクタまでの電流経路が無いため、着雷部付近が破損あるいは焼損することとなる。従って、主要強度部材への損傷を効果的に抑制するという効果を長時間持続させることは容易でない。【００３５】
本実施例によれば、風を受けて回転するブレード２０と、ブレードの外皮２０１と、ブレード２０に配置されるブレード２０の強度を向上させるスパーキャップ２０２ａと、を備える風力発電設備であって、ブレードの外皮２０１は風力発電設備の外部に接続されており、ブレードの外皮２０１およびスパーキャップ２０２ａは同一の又は異なる導電性材料で構成されており、ブレードの外皮２０１とスパーキャップ２０２ａは電気的に接続されており、落雷に長期間耐えることのできる高信頼の風力発電装置を提供することが可能である。
【実施例２】
【００３６】
図５および図１０を用いて、本発明における第２のブレードの実施形態を説明する。図１０は、図５中の点線で囲まれた範囲Ｃの第２の形態を表しており、スパーキャップ部材２０２の幅方向中心から、ブレード２０の幅方向に向かってブレード長手方向の弾性率が漸減する関係２１０を有する。すなわち、金属部材２０１とスパーキャップ部材２０２との中間に、金属部材２０１の弾性率ＥＡＬとスパーキャップ部材２０２のブレード長手方向弾性率Ｅ０との中間となるブレード長手方向弾性率ＥＬを有する繊維強化金属部材２０９を配置する。中間となるブレード長手方向弾性率を有する部材２０９は、スパーキャップ部材２０２における繊維方向を変更した部材を指す。ここで配置としたのは、摩擦撹拌接合によって両部材が自然に入り混じって形成される層とを区別するため、意図的に配置とすることを意味している。金属２０１とスパーキャップ部材２０２は、お互いに弾性率の差が大きいため、本実施形態をとることにより、不連続部における急激な弾性率の変化に起因した外力による高ひずみの発生、あるいは熱応力の発生等による接合界面の損傷を効果的に防止することができる。なお、中間に配置される部材２０９は、単一である必要はなく、例えば複数の異なるヤング率を持つように、例えば古典積層理論などで繊維の配向方向を変更して弾性率を変更した部材を配置することで、不連続部における弾性率の差が小さくなり、より滑らかな弾性率変化２０９を示す。さらに、本実施例は金属部材２０１とスパーキャップ部材の接合個所に限定されるものではなく、弾性率変化が大きくなる場所に適用することにより、ブレード２０の構造信頼性をより高めることが可能となる。
【符号の説明】
【００３７】
１…風力発電設備、
１０…ブレード
１１…ロータヘッド
１２…ナセル
１３…回転主軸
１４…増速機
１５…発電機
１６…タワー
１７…タワー導線
１８…スリップリング
１９…落雷
１００…ローラ
１０１…ダウンコンダクタ
１０２…先端レセプタ
１０３…中間レセプタ
１０４…前縁部（ＬＥ；リーディングエッジ）
１０５…部（ＴＥ；トレイリングエッジ）
１０６…圧面（ＰＳ；プレッシャーサイド）
１０７…圧面（ＳＳ；サクションサイド）
１０８…ＦＲＰ製ＰＳ側スパーキャップ部材
１０９…ＦＲＰ製ＳＳ側スパーキャップ部材
１１０ａ、１１０ｂ…パーウェブ部材
２…設備
２０ａ、２０ｂ…発明の実施形態に係るブレード
２００…発明のブレードを備えたロータ
２０１…発明の実施形態に係るシェル部材
２０２…発明に実施形態に係るスパーキャップ部材
２０４…発明の実施形態に係るブレードの前縁部（ＬＥ；リーディングエッジ）
２０５…発明の実施形態に係るブレードの後縁部（ＴＥ；トレイリングエッジ）
２０６…発明の実施形態に係るブレードの正圧面（ＰＳ；プレッシャーサイド）
２０７…発明の実施形態に係るブレードの負圧面（ＳＳ；サクションサイド）
２０８ａ、２０８ｂ…発明の実施形態に係るスパーウェブ部材
２０９…間となるブレード長手方向弾性率を有する部材
２１０…発明の第２実施形態におけるスパーキャップ部材とシェル部材の接合部における弾性率と距離の相関の例
３…素繊維強化アルミニウム基複合材料の繊維方向断面の顕微鏡観察写真
３０…素繊維
３１…ルミニウム母材
４０…合ツール
４１…擦撹拌接合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2017033249.tif 000009
【図８】
2017033249.tif 000010
【図９】
2017033249.tif 000011
【図１０】
2017033249.tif 000012
【国際調査報告】
2017033249.tif 000013
2017033249.tif 000014
2017033249.tif 000015
2017033249.tif 000016