(57)【要約】【課題】簡易な構成又は方法により風車翼の耐雷性能の向上を図る。【解決手段】風車翼保護構造は、落雷からの風車翼の保護構造であって、風車翼の表面の一部を覆うように配置された導電性金属箔を含む保護層を備えている。この保護層は、風車翼の翼根から翼先端部に亘り風車翼の後縁に沿って翼長方向に延在する長尺部を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
落雷からの風車翼の保護構造であって、
前記風車翼の表面の一部を覆うように配置された導電性金属箔を含む保護層を備え、
前記保護層は、前記風車翼の翼根から翼先端部に亘り前記風車翼の後縁に沿って翼長方向に延在する長尺部を含む
ことを特徴とする風車翼保護構造。
【請求項２】
前記保護層は、前記風車翼の圧力面に配置されている
請求項１に記載の風車翼保護構造。
【請求項３】
前記保護層は、前記長尺部と導通するように前記風車翼の翼根部の全周に亘って配置された環状部を含む
請求項１又は２に記載の風車翼保護構造。
【請求項４】
前記保護層は、その前記後縁側の端部が前記後縁から所定距離離れて配置されている
請求項１〜３の何れか一項に記載の風車翼保護構造。
【請求項５】
前記保護層は、長手方向と交差する方向に所定幅を有する複数の保護層セグメントが前記長手方向に接続されてなる接続部を含み、
前記接続部は、前記長手方向の一方と他方とに配置された第１及び第２の前記保護層セグメントにおける各々の端部が対向配置されることで互いの前記導電性金属箔が当接される
請求項１〜４の何れか一項に記載の風車翼保護構造。
【請求項６】
前記接続部は、前記風車翼の翼表面に張り付けられた前記導電性金属箔上に、前記第１及び第２の保護層セグメントの各々の接合端部が配置されるように重ねて接着されて構成されている
請求項５に記載の風車翼保護構造。
【請求項７】
前記接続部は、前記長手方向と交差する方向に前記所定幅超の長さを有し、対向配置された前記第１及び第２の保護層セグメントの各々の前記端部を覆うようにして前記第１及び第２の保護層セグメント上に張り付けられた合成樹脂テープを含む
請求項５又は６に記載の風車翼保護構造。
【請求項８】
前記所定幅は、５０〜３００ｍｍである
請求項５〜７の何れか一項に記載の風車翼保護構造。
【請求項９】
前記導電性金属薄膜は、５０〜３００μｍの厚さを有する
請求項１〜８の何れか一項に記載の風車翼保護構造。
【請求項１０】
前記風車翼の翼先端から翼長の３５％以内の範囲に、前記保護層のうち前記風車翼の前縁に近い前縁側端部に沿って該前縁側端部を覆う剥離防止コーティングを備える
請求項１〜９の何れか一項に記載の風車翼保護構造。
【請求項１１】
前記導電性金属箔は、金属テープ、金属メッシュ又は金属層からなる
請求項１〜１０の何れか一項に記載の風車翼保護構造。
【請求項１２】
落雷から風車翼を保護する風車翼保護構造の形成方法であって、
前記風車翼の表面の一部を覆うようにして導電性金属箔を含む保護層を配置するステップを備え、
前記保護層を配置するステップでは、前記風車翼の翼根から翼先端部に亘り前記風車翼の後縁に沿って翼長方向に延在する長尺部を形成するようにして前記保護層を配置する
ことを特徴とする風車翼保護構造の形成方法。
【請求項１３】
前記保護層を配置するステップでは、前記風車翼の圧力面に前記保護層を配置する
請求項１２に記載の風車翼保護構造の形成方法。
【請求項１４】
前記保護層を配置するステップでは、前記長尺部と導通するように前記風車翼の翼根部の全周に亘って環状部を形成するようにして前記保護層を配置する
請求項１２又は１３に記載の風車翼保護構造の形成方法。
【請求項１５】
前記保護層を配置するステップでは、長手方向と交差する方向に所定幅を有する複数の保護層セグメントを前記長手方向に接続してなる接続部を含むように前記保護層を配置し、
前記接続部は、前記長手方向の一方と他方とに配置する第１及び第２の前記保護層セグメントにおける各々の端部を対向配置することで互いの前記導電性金属箔を当接させる
請求項１２〜１４の何れか一項に記載の風車翼保護構造の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、風車翼保護構造及びその形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、風車翼を落雷から保護するための種々の構造が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、翼表面に自由にアクセス可能に配置された落雷レセプタと、導電性材料からなり翼表面内部を落雷レセプタから翼根に延在するダウンコンダクタとを備え、上記落雷レセプタやダウンコンダクタから電気的に分離された導電層を有する落雷保護システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第８８８８４５４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、風車翼には上記のような金属レセプタを備えていない風車翼もあり、そのような風車翼に追加的に金属レセプタを設ける場合は金属レセプタを翼表面に露出させる必要がある一方、翼根まで雷電流を導くダウンコンダクタを風車翼内部に設置する必要があるため改造作業に手間がかかるという問題がある。この点、上記特許文献１には上記の問題を解決するための対策が何ら記載されていない。
【０００６】
上述した問題に鑑み、本開示の少なくとも一実施形態は、簡易な構成又は方法により風車翼の耐雷性能の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る風車翼保護構造は、
落雷からの風車翼の保護構造であって、
前記風車翼の表面の一部を覆うように配置された導電性金属箔を含む保護層を備え、
前記保護層は、前記風車翼の翼根から翼先端部に亘り前記風車翼の後縁に沿って翼長方向に延在する長尺部を含む。
【０００８】
上記（１）の構成によれば、導電性金属箔を含む保護層が風車翼の翼根から翼先端部に亘って翼長方向に延在することにより、風車翼において被雷し易いとされる翼先端部では保護層自体が落雷に対するレセプタとして機能するとともに、翼先端部から翼根に亘っては上記保護層自体が雷電流を導くダウンコンダクタとして機能する。つまり、風車翼内部での作業を必要とせず、風車翼の表面に保護層を設けるという簡易な構成で既存又は新設の風車翼にレセプタとダウンコンダクタの両方の機能を持たせることができる。よって、簡易な構成により風車翼の耐雷性能の向上を図ることができる。また、風車翼の後縁に沿って保護層を配置することで、例えば前縁側に配置する場合に比べて保護層に対する風の影響を低減することができるから、耐雷性能を安定して発揮し得る風車翼保護構造を提供することができる。
【０００９】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の構成において、
前記保護層は、前記風車翼の圧力面に配置されていてもよい。
【００１０】
上記（２）の構成によれば、風車翼の圧力面に作用する風圧により風車運転の際は保護層を風車翼に押し付けることができる。よって、風車翼から保護層が剥離することを防止し、耐雷性能を安定して発揮し得る風車翼保護構造を提供することができる。
【００１１】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載の構成において、
前記保護層は、前記長尺部と導通するように前記風車翼の翼根部の全周に亘って配置された環状部を含んでもよい。
【００１２】
上記（３）の構成によれば、上記長尺部と導通するようにして翼根部に環状に保護層を配置することにより、風車翼のピッチ角によらず翼根部から該翼根部が取り付けられるハブを介して雷電流を円滑に案内することができる。
【００１３】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（３）の何れか一つに記載の構成において、
前記保護層は、その前記後縁側の端部が前記後縁から所定距離離れて配置されていてもよい。
【００１４】
上記（４）の構成によれば、保護層の後縁側の端部が風車翼の後縁から所定距離離れて配置されるから、保護層の後縁側の端部が風車翼の後縁より後流側にはみ出したり、当該保護層が配置される風車翼の圧力面又は負圧面の一方の面から他方の面にかけて保護層が折り返されて延在したりすることがない。よって、風車翼の表面から保護層が剥離することをより適切に防止することができる。
【００１５】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（４）の何れか１つに記載の構成において、
前記保護層は、長手方向と交差する方向に所定幅を有する複数の保護層セグメントが前記長手方向に接続されてなる接続部を含み、
前記接続部は、前記長手方向の一方と他方とに配置された第１及び第２の前記保護層セグメントにおける各々の端部が対向配置されることで互いの前記導電性金属箔が当接されていてもよい。
【００１６】
上記（５）の構成によれば、複数の保護層セグメントが接続部において長手方向に接続されることで保護層が構成される。つまり、翼根から翼先端部に亘って配置される保護層を、一体ではなく分割されたセグメントとして扱うことができるから、当該保護層を設置する際の作業性の向上を図ることができる。また、長手方向の一方と他方とに配置された第１及び第２の保護層セグメントにおける各々の端部が対向配置されることで互いの導電性金属箔が当接されるから、保護層自体の厚さが増加することを防止して該保護層が風車翼の空力性能に及ぼす影響を低減できるとともに、風によって当該保護層が風車翼の表面から剥離することを防止することができる。
【００１７】
（６）幾つかの実施形態では、上記（５）に記載の構成において、
前記接続部は、前記風車翼の翼表面に張り付けられた前記導電性金属箔上に、前記第１及び第２の保護層セグメントの各々の接合端部が配置されるように重ねて接着されて構成されていてもよい。
【００１８】
上記（６）の構成によれば、接続部における第１及び第２の保護層セグメント間の導電性をより確実に確保することができる。よって、翼先端部から翼根に亘る保護層の導電性を確保することができる。
【００１９】
（７）幾つかの実施形態では、上記（５）又は（６）に記載の構成において、
前記接続部は、前記長手方向と交差する方向に前記所定幅超の長さを有し、対向配置された前記第１及び第２の保護層セグメントの各々の前記端部を覆うようにして前記第１及び第２の保護層セグメント上に張り付けられた合成樹脂テープを含んでいてもよい。
【００２０】
上記（７）の構成によれば、第１及び第２の保護層セグメントの各々の接合端部を、各保護セグメントの幅より長い合成樹脂テープで覆うことができる。よって、接合部において各保護層セグメントが風車翼の表面から剥離することを効果的に防止することができるとともに、翼先端部から翼根に至る保護層の導電性を確保することができる。
【００２１】
（８）幾つかの実施形態では、上記（５）〜（７）の何れか一つに記載の構成において、
前記所定幅は、５０〜３００ｍｍであってもよい。
【００２２】
上記（８）の構成によれば、所定幅が５０〜３００ｍｍの保護層セグメントにより、上記（５）〜（７）の何れか一つで述べた効果を享受することができる。
【００２３】
（９）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（８）の何れか一つに記載の構成において、
前記導電性金属薄膜は、５０〜３００μｍの厚さを有していてもよい。
【００２４】
上記（９）の構成によれば、５０〜３００μｍの厚さを有する導電性金属薄膜により、上記（１）〜（８）の何れか一つで述べた効果を享受することができる。
【００２５】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（９）の何れか一つに記載の構成において、
風車翼保護構造は、
前記風車翼の翼先端から翼長の３５％以内の範囲に、前記保護層のうち前記風車翼の前縁に近い前縁側端部に沿って該前縁側端部を覆う剥離防止コーティングを備えていてもよい。
【００２６】
上記（１０）の構成によれば、翼根側に比べて周速の速い翼先端側では、翼先端から翼長の３５％以内の範囲において保護層の前縁側端部が剥離防止コーティングで覆われる。よって、風の影響により保護層の前縁側端部が風車翼の表面から剥離することを適切に防止することができる。
【００２７】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１０）の何れか一つに記載の構成において、
前記導電性金属箔は、金属テープ、金属メッシュ又は金属層から構成されていてもよい。
【００２８】
上記（１１）の構成によれば、金属テープ、金属メッシュ又は金属層から構成された導電性金属箔により、上記（１）〜（１０）の何れか一つで述べた効果を享受することができる。
【００２９】
（１２）本開示の少なくとも一実施形態に係る風車翼保護構造の形成方法は、
落雷から風車翼を保護する風車翼保護構造の形成方法であって、
前記風車翼の表面の一部を覆うようにして導電性金属箔を含む保護層を配置するステップを備え、
前記保護層を配置するステップでは、前記風車翼の翼根から翼先端部に亘り前記風車翼の後縁に沿って翼長方向に延在する長尺部を形成するようにして前記保護層を配置する。
【００３０】
上記（１２）の方法によれば、上記（１）で述べたように、導電性金属箔を含む保護層が風車翼の翼根から翼先端部に亘って翼長方向に延在することにより、風車翼において被雷し易いとされる翼先端部では保護層自体が落雷に対するレセプタとして機能するとともに、翼先端部から翼根に亘っては上記保護層自体が雷電流を導くダウンコンダクタとして機能する。つまり、風車翼内部での作業を必要とせず、風車翼の表面に保護層を設けるという簡易な方法で既存又は新設の風車翼にレセプタとダウンコンダクタの両方の機能を持たせることができる。よって、簡易な方法により風車翼の耐雷性能の向上を図ることができる。また、風車翼の後縁に沿って保護層を配置することで、例えば前縁側に配置する場合に比べて保護層に対する風の影響を低減することができるから、耐雷性能を安定して発揮し得る風車翼保護構造の形成方法を提供することができる。
【００３１】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１２）に記載の方法において、
前記保護層を配置するステップでは、前記風車翼の圧力面に前記保護層を配置してもよい。
【００３２】
上記（１３）の方法によれば、上記（２）で述べたように、風車翼の圧力面に作用する風圧により風車運転の際は保護層を風車翼に押し付けることができる。よって、風車翼から保護層が剥離することを防止し、耐雷性能を安定して発揮し得る風車翼保護構造の形成方法を提供することができる。
【００３３】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１２）又は（１３）に記載の方法において、
前記保護層を配置するステップでは、前記長尺部と導通するように前記風車翼の翼根部の全周に亘って環状部を形成するようにして前記保護層を配置してもよい。
【００３４】
上記（１４）の方法によれば、上記（３）で述べたように、上記長尺部と導通するようにして翼根部に環状に保護層を配置することにより、風車翼のピッチ角によらず翼根部から該翼根部が取り付けられるハブを介して雷電流を円滑に案内することができる。
【００３５】
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１２）〜（１４）の何れか一つに記載の方法において、
前記保護層を配置するステップでは、長手方向と交差する方向に所定幅を有する複数の保護層セグメントを前記長手方向に接続してなる接続部を含むように前記保護層を配置し、
前記接続部は、前記長手方向の一方と他方とに配置する第１及び第２の前記保護層セグメントにおける各々の端部を対向配置することで互いの前記導電性金属箔を当接させてもよい。
【００３６】
上記（１５）の方法によれば、上記（５）で述べたように、複数の保護層セグメントが接続部において長手方向に接続されることで保護層が構成される。つまり、翼根から翼先端部に亘って配置される保護層を、一体ではなく分割されたセグメントとして扱うことができるから、当該保護層を設置する際の作業性の向上を図ることができる。また、長手方向の一方と他方とに配置された第１及び第２の保護層セグメントにおける各々の端部が対向配置されることで互いの導電性金属箔が当接されるから、保護層自体の厚さが増加することを防止して該保護層が風車翼の空力性能に及ぼす影響を低減できるとともに、風によって当該保護層が風車翼の表面から剥離することを防止することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、簡易な構成又は方法により風車翼の耐雷性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】一実施形態に係る風車翼保護構造が適用される風力発電設備を示す概略図である。
【図２】一実施形態に係る風車翼保護構造を適用した風車翼を示す概略図であり、（ａ）は後縁側から見た図、（ｂ）は圧力面側から見た図である。
【図３】一実施形態に係る風車翼保護構造の構成例を示す概略図である。
【図４】一実施形態に係る風車翼保護構造の構成例を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図５】一実施形態に係る風車翼保護構造の構成例を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図６】一実施形態に係る風車翼保護構造の構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、添付図面に従って本発明の例示的な実施形態について説明する。ただし、以下に示す幾つかの実施形態に記載された構成部品の寸法、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。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００４０】
図１は本開示の少なくとも一実施形態に係る風車翼保護構造が適用される風力発電設備を示す概略図である。
図１に非限定的に例示するように、本開示の少なくとも一実施形態における風力発電設備（以下、風車２とする）は、複数（例えば３枚）の風車翼３及び該風車翼３が取り付けられるハブ５で構成される風車ロータ４と、風車ロータ４を図示しない主軸及び主軸受を介して回転自在に支持するナセル６と、ナセル６を水平旋回可能に支持するタワー７と、タワー７が設置される基礎８と、備えている。
風車翼３は、風車２のハブ５に取り付けられる翼根部１３から翼先端部１４に亘って長手方向（翼長方向）に延在している。この風車翼３は、翼根部１３から翼先端部１４にかけて、前縁１５と後縁１６とを有するとともに、圧力面１１（正圧面又は腹面とも称する）及び該圧力面１１に対向する吸込面１２（負圧面又は背面とも称する）を含む中空構造を有するように構成されている。
なお、本明細書において、「翼長方向」とは、翼根部１３と翼先端部１４とを結ぶ方向であり、「コード方向（翼コード方向）」とは、風車翼３の前縁１５と後縁１６とを結ぶ線（コード）に沿った方向である。また、「翼根部」とは、風車翼３において断面が概ね円形となる円筒状の部分であり、翼根側の端面を基準として例えば５ｍの翼長方向範囲（典型的には、前記端面から１〜３ｍの範囲）である。
【００４１】
図２は一実施形態に係る風車翼保護構造を適用した風車翼を示す概略図であり、（ａ）は後縁側から見た図、（ｂ）は圧力面側から見た図である。
図２に非限定的に例示するように、本開示の少なくとも一実施形態に係る風車翼保護構造１は、落雷からの風車翼３の保護構造であって、風車翼３の表面１０の一部を覆うように配置された導電性金属箔３７（図４及び図５参照）を含む保護層２０を備えている。
上記保護層２０は、風車翼３の翼根１３Ａから翼先端部１４に亘り風車翼３の後縁１６に沿って翼長方向に延在する長尺部３０を含む（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）。
【００４２】
このような構成によれば、導電性金属箔３７を含む保護層２０が風車翼３の翼根１３Ａから翼先端部１４に亘って翼長方向に延在することにより、風車翼３において被雷し易いとされる翼先端部１４では保護層２０自体が落雷に対するレセプタとして機能するとともに、翼先端部１４から翼根１３Ａに亘っては上記保護層２０自体が雷電流を導くダウンコンダクタとして機能する。つまり、風車翼３内部での作業を必要とせず、風車翼３の表面１０に保護層２０を設けるという簡易な構成で既存又は新設の風車翼３にレセプタとダウンコンダクタの両方の機能を持たせることができる。よって、簡易な構成により風車翼３の耐雷性能の向上を図ることができる。また、風車翼３の後縁１６に沿って保護層２０を配置することで、例えば前縁１５側に配置する場合に比べて保護層２０に対する風の影響を低減することができるから、耐雷性能を安定して発揮し得る風車翼保護構造１を提供することができる。
【００４３】
幾つかの実施形態において、保護層２０は、風車翼３の圧力面１１に配置されていてもよい（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）。
このように保護層２０を圧力面１１に配置すれば、風車翼３の圧力面１１に作用する風圧により風車運転の際は保護層２０を風車翼３に押し付けることができるから、風車翼３から保護層２０が剥離することを防止し、耐雷性能を安定して発揮し得る風車翼保護構造１を提供することができる。
【００４４】
幾つかの実施形態において、保護層２０は、長尺部３０と導通するように風車翼３の翼根部１３の全周に亘って配置された環状部４０を含んでもよい（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）。
このように、上記長尺部３０と導通するようにして翼根部１３に環状に保護層２０を配置することにより、風車翼３のピッチ角によらず翼根部１３から該翼根部１３が取り付けられるハブ５を介して雷電流を円滑に案内することができる。
【００４５】
幾つかの実施形態において、保護層２０は、その後縁１６側の端部（後縁側端部３２）が後縁１６から所定距離（例えばＤ１）離れて配置されていてもよい（図２（ｂ）及び図６参照）。
このようにすれば、保護層２０の後縁側端部３２が風車翼３の後縁１６から所定距離Ｄ１離れて配置されるから、保護層２０の後縁側端部３２が風車翼３の後縁１６より後流側にはみ出したり、当該保護層２０が配置される風車翼３の圧力面１１又は負圧面１２の一方の面から他方の面にかけて保護層２０が折り返されて延在したりすることがない。よって、風車翼３の表面１０から保護層２０が剥離することをより適切に防止することができる。
【００４６】
図４は一実施形態に係る風車翼保護構造の構成例を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。図５は一実施形態に係る風車翼保護構造の構成例を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
図４及び図５に非限定的に例示するように、保護層２０は、長手方向と交差する方向に所定幅（例えばＤ２）を有する複数の保護層セグメント３３が上記長手方向に接続されてなる接続部３６（図２（ｂ）参照）を含んでいてもよい。
接続部３６は、長手方向の一方と他方とに配置された第１及び第２の前記保護層セグメント３３における各々の端部が対向配置されることで互いの導電性金属箔３７が当接され得る。
【００４７】
このようにすれば、複数の保護層セグメント３３が接続部３６において長手方向に接続されることで保護層２０が構成される。つまり、翼根１３Ａから翼先端部１４に亘って配置される保護層２０を、一体ではなく分割されたセグメントとして扱うことができるから、当該保護層２０を設置する際の作業性の向上を図ることができる。また、長手方向の一方と他方とに配置された第１及び第２の保護層セグメント３３における各々の端部が対向配置されることで互いの導電性金属箔３７が当接されるから、保護層２０自体の厚さが増加することを防止して該保護層２０が風車翼３の空力性能に及ぼす影響を低減できるとともに、風によって当該保護層２０が風車翼３の表面から剥離することを防止することができる。
【００４８】
幾つかの実施形態において、接続部３６は、風車翼３の翼表面１０に張り付けられた導電性金属箔３７上に、第１及び第２の保護層セグメント３３の各々の接合端部３５が配置されるように重ねて接着されて構成されていてもよい（図４（ａ）及び図４（ｂ）参照）。
このようにすれば、接続部３６における第１及び第２の保護層セグメント３３間の導電性をより確実に確保することができる。よって、翼先端部１４から翼根１３Ａに亘る保護層２０の導電性を確保することができる。
【００４９】
幾つかの実施形態において、接続部３６は、長手方向と交差する方向に上記保護層２０の幅（所定幅）超の長さを有し、対向配置された第１及び第２の保護層セグメント３３の各々の端部３５を覆うようにして第１及び第２の保護層セグメント３３上に張り付けられた合成樹脂テープ３９を含んでいてもよい（図４（ａ）及び図４（ｂ）参照）。
このように、第１及び第２の保護層セグメント３３の各々の接合端部３５を、各保護層セグメント３３の幅より長い合成樹脂テープ３９で覆うことで、接続部３６において各保護層セグメント３３が風車翼３の表面から剥離することを効果的に防止することができるとともに、翼先端部１４から翼根１３Ａに至る保護層２０の導電性を確保することができる。
【００５０】
幾つかの実施形態において、上記保護層セグメント３３の所定幅Ｄ２は５０〜３００ｍｍのうち任意に設定された幅であってもよい。このようにすれば、所定幅Ｄ２が５０〜３００ｍｍの保護層セグメント３３により、本開示で述べる保護層２０の効果を享受することができる。
【００５１】
幾つかの実施形態において、導電性金属箔３７は、５０〜３００μｍの厚さを有していてもよい。このようにすれば、５０〜３００μｍのうち任意に設定された厚さを有する導電性金属箔３７により、本開示で述べる保護層２０の効果を享受することができる。
【００５２】
幾つかの実施形態において、風車翼保護構造１は、風車翼３の翼先端１４Ａから翼長Ｌの３５％以内の範囲に、保護層２０のうち風車翼３の前縁１５に近い前縁側端部３１に沿って該前縁側端部３１を覆う剥離防止コーティング５０を備えていてもよい（図２（ｂ）、図３、図５（ａ）及び図５（ｂ）参照）。
このようにすれば、翼根１３Ａ側に比べて周速の速い翼先端１４Ａ側では、翼先端１４Ａから翼長Ｌの３５％以内の範囲において保護層２０の前縁側端部３１が剥離防止コーティング５０で覆われる。よって、風の影響により保護層２０の前縁側端部３１が風車翼３の表面１０から剥離することを適切に防止することができる。
【００５３】
幾つかの実施形態において、導電性金属箔３７は、金属テープ、金属メッシュ又は金属層から構成されていてもよい。このようにすれば、金属テープ、金属メッシュ又は金属層から構成された導電性金属箔３７により、本開示で述べる保護層２０の効果を享受することができる。
【００５４】
続いて、本開示の少なくとも一実施形態に係る風車翼保護構造の形成方法について説明する。本開示の少なくとも一実施形態に係る風車翼保護構造の形成方法は、落雷から風車翼３を保護する風車翼保護構造１の形成方法であって、風車翼３の表面１０の一部を覆うようにして導電性金属箔３７を含む保護層２０を配置するステップを備えている。
上記保護層を配置するステップでは、風車翼３の翼根１３Ａから翼先端部１４に亘り風車翼３の後縁１６に沿って翼長方向に延在する長尺部３０を形成するようにして保護層２０を配置する。
【００５５】
このような方法によれば、上述したように、導電性金属箔３７を含む保護層２０が風車翼３の翼根１３Ａから翼先端部１４に亘って翼長方向に延在することにより、風車翼３において被雷し易いとされる翼先端部１４では保護層２０自体が落雷に対するレセプタとして機能するとともに、翼先端部１４から翼根１３Ａに亘っては上記保護層２０自体が雷電流を導くダウンコンダクタとして機能する。つまり、風車翼３内部での作業を必要とせず、風車翼３の表面１０に保護層２０を設けるという簡易な方法で既存又は新設の風車翼３にレセプタとダウンコンダクタの両方の機能を持たせることができる。よって、簡易な方法により風車翼３の耐雷性能の向上を図ることができる。また、風車翼３の後縁１６に沿って保護層２０を配置することで、例えば前縁１５側に配置する場合に比べて保護層２０に対する風の影響を低減することができるから、耐雷性能を安定して発揮し得る風車翼保護構造１の形成方法を提供することができる。
【００５６】
幾つかの実施形態では、保護層２０を配置するステップにおいて、風車翼３の圧力面１１に保護層２０を配置してもよい。このようにすれば、風車翼３の圧力面１１に作用する風圧により風車運転の際は保護層２０を風車翼３に押し付けることができる。よって、風車翼３から保護層２０が剥離することを防止し、耐雷性能を安定して発揮し得る風車翼保護構造の形成方法を提供することができる。
【００５７】
幾つかの実施形態では、保護層２０を配置するステップにおいて、長尺部３０と導通するように風車翼３の翼根部１３の全周に亘って環状部４０を形成するようにして保護層２０を配置してもよい。このようにすれば、上記長尺部３０と導通するようにして翼根部１３に環状に保護層２０を配置することにより、風車翼３のピッチ角によらず翼根部１３から該翼根部１３が取り付けられるハブ５を介して雷電流を円滑に案内することができる。
【００５８】
幾つかの実施形態では、保護層２０を配置するステップにおいて、長手方向と交差する方向に所定幅を有する複数の保護層セグメント３３を長手方向に接続してなる接続部３６を含むように保護層２０を配置してもよい。
接続部３６は、長手方向の一方と他方とに配置する第１及び第２の前記保護層セグメント３３における各々の端部を対向配置することで互いの導電性金属箔を当接させてもよい。
【００５９】
このようにすれば、複数の保護層セグメント３３が接続部３６において長手方向に接続されることで保護層２０が構成される。つまり、翼根１３Ａから翼先端部１４に亘って配置される保護層２０を、一体ではなく分割されたセグメントとして扱うことができるから、当該保護層２０を設置する際の作業性の向上を図ることができる。また、長手方向の一方と他方とに配置された第１及び第２の保護層セグメント３３における各々の端部が対向配置されることで互いの導電性金属箔３７が当接されるから、保護層２０自体の厚さが増加することを防止して該保護層２０が風車翼３の空力性能に及ぼす影響を低減できるとともに、風によって当該保護層２０が風車翼３の表面１０から剥離することを防止することができる。
【００６０】
上述した本開示の少なくとも一実施形態によれば、簡易な構成又は方法により既存又は新設の風車翼３の耐雷性能の向上を図ることができる。
【００６１】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変更を加えた形態や、これらの形態を組み合わせた形態も含む。
【符号の説明】
【００６２】
１  風車翼保護構造
２  風車
３  風車翼
４  風車ロータ
５  ハブ
６  ナセル
７  タワー
８  基礎
１０  表面（翼表面）
１１  圧力面（正圧面）
１２  吸込面（負圧面）
１３  翼根部
１３Ａ  翼根
１４  翼先端部
１４Ａ  翼先端
１５  前縁
１６  後縁
１７  レセプタ
１８  ダウンコンダクタ
２０  保護層
３０  長尺部
３１  前縁側端部
３２  後縁側端部
３３  保護層セグメント
３３Ａ  第１保護層セグメント
３３Ｂ  第２保護層セグメント
３５  接合端部
３６  接続部
３７  導電性金属箔（金属製薄膜）
３８  接続部
３９  合成樹脂テープ
４０  環状部
５０  剥離防止コーティング
Ｌ  翼長
【図１】
2019218863.tif 000003
【図２】
2019218863.tif 000004
【図３】
2019218863.tif 000005
【図４】
2019218863.tif 000006
【図５】
2019218863.tif 000007
【図６】
2019218863.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月14日(2019.8.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
落雷からの風車翼の保護構造であって、
前記風車翼の表面の一部を覆うように配置された導電性金属箔を含む保護層を備え、
前記保護層は、前記風車翼の翼根から翼先端部に亘り前記風車翼の後縁に沿って翼長方向に延在する長尺部を含み、
前記風車翼の翼先端から翼長の３５％以内の範囲に、前記保護層のうち前記風車翼の前縁に近い前縁側端部に沿って該前縁側端部を覆う剥離防止コーティングを備える
ことを特徴とする風車翼保護構造。
【請求項２】
前記保護層は、前記風車翼の圧力面に配置されている
請求項１に記載の風車翼保護構造。
【請求項３】
前記保護層は、前記長尺部と導通するように前記風車翼の翼根部の全周に亘って配置された環状部を含む
請求項１又は２に記載の風車翼保護構造。
【請求項４】
前記保護層は、その前記後縁側の端部が前記後縁から所定距離離れて配置されている
請求項１〜３の何れか一項に記載の風車翼保護構造。
【請求項５】
前記保護層は、長手方向と交差する方向に所定幅を有する複数の保護層セグメントが前記長手方向に接続されてなる接続部を含み、
前記接続部は、前記長手方向の一方と他方とに配置された第１及び第２の前記保護層セグメントにおける各々の端部が対向配置されることで互いの前記導電性金属箔が当接される
請求項１〜４の何れか一項に記載の風車翼保護構造。
【請求項６】
落雷からの風車翼の保護構造であって、
前記風車翼の表面の一部を覆うように配置された導電性金属箔を含む保護層を備え、
前記保護層は、前記風車翼の翼根から翼先端部に亘り前記風車翼の後縁に沿って翼長方向に延在する長尺部を含み、
前記保護層は、長手方向と交差する方向に所定幅を有する複数の保護層セグメントが前記長手方向に接続されてなる接続部を含み、
前記接続部は、前記長手方向の一方と他方とに配置された第１及び第２の前記保護層セグメントにおける各々の端部が対向配置されることで互いの前記導電性金属箔が当接され、
前記接続部は、前記風車翼の翼表面に張り付けられた前記導電性金属箔上に、前記第１及び第２の保護層セグメントの各々の接合端部が配置されるように重ねて接着されて構成されている
風車翼保護構造。
【請求項７】
落雷からの風車翼の保護構造であって、
前記風車翼の表面の一部を覆うように配置された導電性金属箔を含む保護層を備え、
前記保護層は、前記風車翼の翼根から翼先端部に亘り前記風車翼の後縁に沿って翼長方向に延在する長尺部を含み、
前記保護層は、長手方向と交差する方向に所定幅を有する複数の保護層セグメントが前記長手方向に接続されてなる接続部を含み、
前記接続部は、前記長手方向の一方と他方とに配置された第１及び第２の前記保護層セグメントにおける各々の端部が対向配置されることで互いの前記導電性金属箔が当接され、
前記接続部は、前記長手方向と交差する方向に前記所定幅超の長さを有し、対向配置された前記第１及び第２の保護層セグメントの各々の前記端部を覆うようにして前記第１及び第２の保護層セグメント上に張り付けられた合成樹脂テープを含む
風車翼保護構造。
【請求項８】
前記所定幅は、５０〜３００ｍｍである
請求項５〜７の何れか一項に記載の風車翼保護構造。
【請求項９】
前記導電性金属箔は、５０〜３００μｍの厚さを有する
請求項１〜８の何れか一項に記載の風車翼保護構造。
【請求項１０】
前記風車翼の翼先端から翼長の３５％以内の範囲に、前記保護層のうち前記風車翼の前縁に近い前縁側端部に沿って該前縁側端部を覆う剥離防止コーティングを備える
請求項６又は７に記載の風車翼保護構造。
【請求項１１】
前記導電性金属箔は、金属テープ、金属メッシュ又は金属層からなる
請求項１〜１０の何れか一項に記載の風車翼保護構造。
【請求項１２】
落雷から風車翼を保護する請求項１乃至１１の何れか一項に記載の風車翼保護構造の形成方法であって、
前記風車翼の表面の一部を覆うようにして導電性金属箔を含む保護層を配置するステップを備え、
前記保護層を配置するステップでは、前記風車翼の翼根から翼先端部に亘り前記風車翼の後縁に沿って翼長方向に延在する長尺部を形成するようにして前記保護層を配置する
ことを特徴とする風車翼保護構造の形成方法。
【請求項１３】
前記保護層を配置するステップでは、前記風車翼の圧力面に前記保護層を配置する
請求項１２に記載の風車翼保護構造の形成方法。
【請求項１４】
前記保護層を配置するステップでは、前記長尺部と導通するように前記風車翼の翼根部の全周に亘って環状部を形成するようにして前記保護層を配置する
請求項１２又は１３に記載の風車翼保護構造の形成方法。
【請求項１５】
前記保護層を配置するステップでは、長手方向と交差する方向に所定幅を有する複数の保護層セグメントを前記長手方向に接続してなる接続部を含むように前記保護層を配置し、
前記接続部は、前記長手方向の一方と他方とに配置する第１及び第２の前記保護層セグメントにおける各々の端部を対向配置することで互いの前記導電性金属箔を当接させる
請求項１２〜１４の何れか一項に記載の風車翼保護構造の形成方法。