(57)【要約】【課題】  軽量で、かつ、柔らかい構造を実現できダウンウィンド方式の風力発電装置に適用できること。【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、少なくとも風を受けて回転するロータと、該ロータを軸支すると共に、その内部に少なくとも発電機を収納しているナセルと、該ナセルを支持するタワーとを備え、前記ロータが前記タワーより風下側に配置されるダウンウィンド方式の風力発電装置の前記ロータをハブと共に構成する風車用ブレードであって、前記風車用ブレードは、該風車用ブレードの強度部材となるスパーキャップを備え、かつ、前記スパーキャップのブレード先端部付近に、前記風車用ブレードの長手方向に対する直角断面が翼型のブレード外皮の上下を支持するリブが配置されていることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも風を受けて回転するロータと、該ロータを軸支すると共に、その内部に少なくとも発電機を収納しているナセルと、該ナセルを支持するタワーとを備え、前記ロータが前記タワーより風下側に配置されるダウンウィンド方式の風力発電装置の前記ロータをハブと共に構成する風車用ブレードであって、
前記風車用ブレードは、該風車用ブレードの強度部材となるスパーキャップを備え、かつ、前記スパーキャップのブレード先端部付近に、前記風車用ブレードの長手方向に対する直角断面が翼型のブレード外皮の上下を支持するリブが配置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、
前記風車用ブレードの前記ハブとの接続部断面が円筒形状に形成されていると共に、前記風車用ブレードは、ブレード先端方向に向け、回転力を得るため断面が前記翼型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１又は２に記載の風車用ブレードであって、
前記風車用ブレードは、繊維強化樹脂複合材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（ＬＥ）、後縁部であるトレイリングエッジ（ＴＥ）、負圧面であるサクションサイド（ＳＳ）、正圧面であるプレッシャーサイド（ＰＳ）から構成され、前記サクションサイド（ＳＳ）及び前記プレッシャーサイド（ＰＳ）によって外皮（シェル）が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４】
請求項３に記載の風車用ブレードであって、
前記風車用ブレードの断面翼型のフラップ（幅広）面の中央付付近にＳＳスパーキャップ及びＰＳスパーキャップを配置すると共に、前記ＳＳスパーキャップ及び前記ＰＳスパーキャップの間にＬＥ側桁部材（スパーウェブ）及びＴＥ側桁部材（スパーウェブ）が接合され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、
前記サクションサイド（ＳＳ）の外皮及び前記プレッシャーサイド（ＰＳ）の外皮と前記ＬＥ側スパーウェブ及び前記ＴＥ側スパーウェブは、樹脂製発泡体或いは木材をコア材として、表面が繊維強化樹脂複合材で補強された構造となっていることを特徴とする風車用ブレード。
【請求項６】
請求項５に記載の風車用ブレードであって、
前記風車用ブレードの根元部から延伸する前記ＳＳスパーキャップ及び前記ＰＳスパーキャップの先端側端部には、その位置におけるブレード断面と平行に前記サクションサイド（ＳＳ）の外皮と前記プレッシャーサイド（ＰＳ）の外皮に接続されるように、前記リブが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７】
請求項６に記載の風車用ブレードであって、
前記リブは、前記リーディングエッジ（ＬＥ）と前記ＬＥ側スパーウェブの間、前記ＬＥ側スパーウェブと前記ＴＥ側スパーウェブの間、前記ＴＥ側スパーウェブと前記トレイリングエッジ（ＴＥ）の間に配置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６に記載の風車用ブレードであって、
前記リブは、該リブが配置される位置でのブレード断面と相似形状で、前記サクションサイド（ＳＳ）の外皮と前記プレッシャーサイド（ＰＳ）の外皮に結合さ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６に記載の風車用ブレードであって、
前記ＳＳスパーキャップ及び前記ＰＳスパーキャップは一方向繊維強化樹脂複合材から構成され、前記一方向繊維強化樹脂複合材は先端側端部付近で複数積層されると共に、前記風車用ブレードの外皮の内面側に配置された前記一方向繊維強化樹脂複合材から順次テーパー状に薄くなるように積層されていることを特徴とする風車用ブレード。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の風車用ブレードであって、
前記リブは、同一素材或いは複合材、複数の素材からなる板、ハニカムコアからなるサンドイッチ材、樹脂製発泡剤或いはバルサ材をコア材とし、その両表面を繊維強化樹脂複合材で補強した部材若しくは繊維強化樹脂複合材から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１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の風車用ブレードであって、
前記スパーキャップのブレード先端側端部の位置を、ブレード根元より９０％以上、９９％未満としたことを特徴とする風車用ブレード。
【請求項１２】
請求項１又は２に記載の風車用ブレードであって、
前記スパーキャップの先端側端部の前記リブが配置される位置で、前記風車用ブレードが根元側ブレードと先端側ブレードに分割され、前記根元側ブレードと前記先端側ブレードのそれぞれの結合面には根元側リブと先端側リブが配置され、かつ、前記根元側リブと前記先端側リブは、前記風車用ブレードの長手方向に対する直角断面が翼型のブレード外皮の上下を支持することを特徴とする風車用ブレード。
【請求項１３】
請求項１２に記載の風車用ブレードであって、
前記根元側ブレードと前記先端側ブレードの結合面におけるブレード外皮（シェル）が凹凸加工され、前記根元側ブレードの負圧面の前記シェルが前記先端側ブレードの方向に凸又は凹になり、前記先端側ブレードの凹部又は凸部と係合し、かつ、前記根元側ブレードの正圧面の前記シェルが前記根元側ブレード方向に凸又は凹になり、前記根元側ブレードの凹部又は凸部に係合することを特徴とする風車用ブレード。
【請求項１４】
ハブとブレードから成り、少なくとも風を受けて回転するロータと、前記ハブに接続されたロータ軸を介して前記ロータを軸支すると共に、その内部に前記ロータ軸に接続された発電機を少なくとも収納しているナセルと、該ナセルを支持するタワーとを備え、前記ロータが前記タワーより風下側に配置されるダウンウィンド方式の風力発電装置であって、
前記ブレードは、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、ブレードの強度を向上させるスパーキャップを備え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、温室効果ガス削減の観点から、発電時に二酸化炭素を排出しない風力発電の導入が進んでいる。風力発電装置のブレードに風が当たると、ブレードはロータ軸を軸として回転し、ロータ軸の回転は、増速機を介して発電機に伝達されることで発電が行われる。
【０００３】
ところで、コストや発電効率の観点から風力発電装置は、近年、大型化する傾向にある。
【０００４】
即ち、水平軸風力発電装置の出力Ｐは、次式（１）で示される。
【０００５】
【数１】
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【０００６】
このように、風から得られるエネルギー（出力Ｐ）は、風速の３乗および受風面積に比例する。風力発電装置の出力（Ｐ）を向上させるためには、受風面積（Ｓ）、即ち、ブレードの長さを長くすること（以下、長翼化という）が効果的である。
【０００７】
しかし、ブレードの長翼化は、ブレードが風から受ける空力荷重の増大及びブレード自体の重量増加に伴う重量荷重の増大につながることから、ロータを支持するナセルの大型化、タワーの高強度化が必要となりコスト増加の要因になる。
【０００８】
このため、ブレードを長翼化するためには、ブレード断面の翼型を工夫し、コード長を短くして空力荷重を低減すると共に、重量荷重の増大を抑制することが考えられる。
【０００９】
風力発電装置の型式には、ロータがタワーより風上側に配置されるアップウィンド方式と、ロータがタワーより風下に配置されるダウンウィンド方式がある。
【００１０】
アップウィンド方式の風力発電装置は、ブレードがタワーによる風の乱れの影響を受けにくいという利点があるが、高風速時に空力荷重によりブレードが風下側に撓み、ブレードとタワー間のクリアランスが減少するため、ブレードとタワーが接触する危険がある。
【００１１】
一方、ダウンウィンド方式の風力発電装置は、ロータがタワーの風下側に位置するため、ブレードを風向きに合わせるヨー駆動装置が不要である。また、強風時には、風速が上がるに従いブレードとタワーのクリアランスが拡大する。
【００１２】
上記のアップウィンド方式の風力発電装置は、ブレードがタワーに接触しないように、ブレードは高い剛性が必要とされ、ブレードに作用する荷重に対する剛性を満たすための構造として、広く採用されているのがスパーキャップを備える構造である。
【００１３】
このスパーキャップは、ブレードの負圧側と正圧側において、ブレードの長手方向に帯状に配置される構造部材である。通常、スパーキャップは、繊維強化樹脂複合材からなるシートを複数積層することで所望の強度及び剛性を確保している。
【００１４】
しかしながら、風力発電装置の大型化に伴いブレードを長翼化していくには、増大する荷重を担うことが重要となり、このためには、繊維強化樹脂複合材シートの積層数を多くする必要があるが、繊維強化樹脂複合材シートの積層数を多くすることは、ブレード重量の増大につながっていた。
【００１５】
このような問題点を解決しようとしたものに特許文献１がある。この特許文献１には、複数本の主強度材料が、ブレードの背側と腹側のそれぞれに分散して配置される構成とし、スパーキャップの幅に対する厚さの比を増大させることで、ブレード重量の増加を最小限に留めつつ、ブレードの翼断面に垂直な方向への圧縮応力に対する強度を高めることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２０１１−１３７３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、水平軸の風力発電装置としてダウンウィンド方式を採用する場合には、前述のように、ブレードが空力荷重を受けるとブレードとタワーのクリアランスが拡大する方向に変形することから、アップウィンド方式の風力発電装置に必要とされる高い剛性は必要なくなるので、ダウンウィンド方式の風力発電装置への適用が望まれていた。
【００１８】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、軽量で、かつ、柔らかい構造を実現できダウンウィンド方式の風力発電装置に適用できる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】
【００１９】
本発明の風車用ブレードは、上記目的を達成するために、少なくとも風を受けて回転するロータと、該ロータを軸支すると共に、その内部に少なくとも発電機を収納しているナセルと、該ナセルを支持するタワーとを備え、前記ロータが前記タワーより風下側に配置されるダウンウィンド方式の風力発電装置の前記ロータをハブと共に構成する風車用ブレードであって、前記風車用ブレードは、該風車用ブレードの強度部材となるスパーキャップを備え、かつ、前記スパーキャップのブレード先端部付近に、前記風車用ブレードの長手方向に対する直角断面が翼型のブレード外皮の上下を支持するリブが配置されていることを特徴とする。
【００２０】
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、ハブとブレードから成り、少なくとも風を受けて回転するロータと、前記ハブに接続されたロータ軸を介して前記ロータを軸支すると共に、その内部に前記ロータ軸に接続された発電機を少なくとも収納しているナセルと、該ナセルを支持するタワーとを備え、前記ロータが前記タワーより風下側に配置されるダウンウィンド方式の風力発電装置であって、前記ブレードは、上記構成の風車用ブレードであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、軽量で、かつ、柔らかい構造を実現できダウンウィンド方式の風力発電装置に適用できる風車ブレード及び風力発電装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の風車用ブレードが採用されるダウンウィンド方式の風力発電装置を示す側面図である。
【図２】本発明の風車用ブレードの実施例１を示す概念図である。
【図３】図２のＡ−Ａ´線に沿った断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ´線に沿った断面図である。
【図５】本発明の風車ブレードの実施例１を適用したことによる効果を説明するための図であり、スパーキャップのブレード先端側端部位置をブレード根元からのブレード長さをパラメータとして、ブレード先端部の変位を評価した結果を示す特性図である。
【図６】本発明の風車用ブレードの実施例２を示す概念図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ´線に沿った断面図である。
【図８】本発明の風車用ブレードの実施例２における分割された風車用ブレードの各々の分割部の結合部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図示した実施例に基づいて本発明の風車ブレード及び風力発電装置を説明する。なお、各図において、同一構成部品には同符号を使用する。
【実施例１】
【００２４】
図１に、本発明の風車用ブレード（以下、単にブレードという）が採用されるダウンウィンド方式の風力発電装置１０を示す。
【００２５】
図１に示すように、ロータ１がタワー６より風下に配置されるダウンウィンド方式の風力発電装置１０は、複数のブレード２及びブレード２の根元をロータ軸４に接続するためのハブ３から成り、風を受けて回転するロータ１と、このロータ１を軸支すると共に、地表面に設置された基礎の上に配置されるタワー６の上部に配置され、ロータ軸４、増速機及び発電機（図示せず）を収納するナセル５とを備えている。上記タワー６は、ロータ１及びナセル５を所定の高さに保持（支持）するための架台である。
【００２６】
そして、ブレード２に風が当たると、ブレード２はロータ軸４を軸として回転し、ロータ軸４の回転は、増速機を介して発電機に伝達されることで発電が行われる。
【００２７】
ナセル５には、図示はしないが駆動装置と制御装置が設置され、ダウンウィンド方式の風力発電装置１０が効率よく発電できるように制御される。
【００２８】
図２に、本発明の風車用ブレードの実施例１を示す。
【００２９】
図２に示すように、本実施例のブレード２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からなる。ブレード２のハブ３との接続部断面は円筒形状となっているが、先端方向に向け空気力学的に回転力を得るため、断面は翼型に形成されている。ブレード２の先端に近くなるに従い、翼の厚さ（Ｔ）と翼弦長（Ｌ）の比である翼厚比は小さくなるよう設定される（図３を参照）。
【００３０】
図２におけるブレード２のＡ−Ａ’線に沿った断面を図３に示す。
【００３１】
図３に示す本実施例のブレード２は、主に繊維強化樹脂複合材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（ＬＥ）１１、後縁部であるトレイリングエッジ（ＴＥ）１２、負圧面であるサクションサイド（ＳＳ）１３、正圧面であるプレッシャーサイド（ＰＳ）１４から構成される。また、サクションサイド（ＳＳ）１３、プレッシャーサイド（ＰＳ）１４によって外皮（シェル）が構成される。
【００３２】
風力発電装置１０の運転時には、ブレード２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２の内部が中空の状態では、座屈破壊に至る。
【００３３】
そこで、フラップ（幅広）面の中央付近に、一方向繊維強化樹脂複合材製のＳＳスパーキャップ１５及びＰＳスパーキャップ１６を配置すると共に、ＳＳスパーキャップ１５及びＰＳスパーキャップ１６の間に、ＬＥ側桁部材（スパーウェブ）１７とＴＥ側桁部材（スパーウェブ）１８を設置し、ＳＳスパーキャップ１５及びＰＳスパーキャップ１６とＬＥ側スパーウェブ１７及びＴＥ側スパーウェブ１８を接着接合することで、耐座屈性を向上させている。
【００３４】
ブレード２を構成する材料として用いられる繊維強化樹脂複合材の強化繊維としては、比弾性率や比強度が高い炭素繊維やガラス繊維が用いられる。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やポリエステル樹脂が用いられる。ブレード２はこれらの材料を用いて、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。
【００３５】
また、構造強度部材であるＳＳスパーキャップ１５及びＰＳスパーキャップ１６には、高材料強度特性が要求されることから、強度及び弾性係数が高い一方向繊維強化樹脂複合材で構成されることが好ましい。この一方向繊維強化樹脂複合材は、テープ状で供給されることが多く、複数積層することで所望の強度を得ることができる。積層数はブレード２の根元から先端にかけて一様である必要はなく、強度を高めたい部分の積層数を多くしたり、空力的な荷重が小さくなる部分では少なくしたりすることができる。
【００３６】
また、ＳＳスパーキャップ１５とＰＳスパーキャップ１６は同じ構成にする必要はなく、積層数や厚みの分布を変化させることができる。ＳＳスパーキャップ１５及びＰＳスパーキャップ１６の積層数や厚みの配置は、風車荷重解析をすることにより決定することができる。
【００３７】
ダウンウィンド方式の風力発電装置１０の場合には、ブレード２が風下側に変形してもタワー６に衝突することはないため、解析において大きな変形を許容することができる。
【００３８】
これは、風車の荷重解析において、ＳＳスパーキャップ１５とＰＳスパーキャップ１６を構成する一方向繊維強化樹脂複合材の積層数を、アップウィンド方式のブレード２に比べ薄くすることで実現可能である。
【００３９】
また、シェルを構成するサクションサイド（ＳＳ）１３の外皮とプレッシャーサイド（ＰＳ）１４の外皮及びＬＥ側スパーウェブ１７とＴＥ側スパーウェブ１８は、ＰＶＣ等の樹脂製発泡体やバルサ等の木材をコア材として、表面を繊維強化樹脂複合材で補強した構造となっている。
【００４０】
本実施例で用いられる繊維強化樹脂複合材は、ブレード２に作用する曲げ荷重、ねじり荷重に耐えられるように繊維配向方向を選択する。
【００４１】
図２におけるブレード２のＢ−Ｂ’線に沿った断面を図４に示す。
【００４２】
図４に示すように、本実施例では、ブレード根元（図４の左側）から延伸するＳＳスパーキャップ１５及びＰＳスパーキャップ１６の先端側端部（図４のＳ部及びＰ部）には、その位置におけるブレード断面と平行に、サクションサイド（ＳＳ）１３の外皮とプレッシャーサイド（ＰＳ）１４の外皮に接続されるリブ２１が設けられている。
【００４３】
即ち、本実施例のリブ２１は、ＳＳスパーキャップ１５及びＰＳスパーキャップ１６のブレード先端側端部（図４のＳ部及びＰ部）に、ブレード２の長手方向に対する直角断面が翼型のブレード２の外皮２０の上下を支持するように配置されている。
【００４４】
このリブ２１は、スパーウェブを避けるようにリーディングエッジ（ＬＥ）１１とＬＥ側スパーウェブ１７の間、ＬＥ側スパーウェブ１７とＴＥ側スパーウェブ１８の間、ＴＥ側スパーウェブ１８とトレイリングエッジ（ＴＥ）１２との間の３箇所に配置される場合には、ＬＥ側スパーウェブ１７及びＴＥ側スパーウェブ１８は、ブレード２のリブ２１よりも先端側に延伸して配置できる。
【００４５】
一方、リブ２１が配置される位置でのブレード断面と相似形状でシェルに結合される場合（リブ２１が一体の場合）には、ＬＥ側スパーウェブ１７及びＴＥ側スパーウェブ１８は、リブ２１で端部となる。
【００４６】
この構成の場合には、リブ２１よりも先端側では、ＬＥ側スパーウェブ１７及びＴＥ側スパーウェブ１８を配置しない構成であったり、リブ２１より根元側の配置と異なる配置であったり、スパーウェブの数を変化させた構造も可能である。
【００４７】
また、ＳＳスパーキャップ１５及びＰＳスパーキャップ１６を構成する一方向繊維強化樹脂複合材が、先端側端部付近で複数積層されている場合には、ブレード２の外皮２０の内面側に配置された一方向繊維強化樹脂複合材からテーパー状に薄くなるように減少する。
【００４８】
更に、ＳＳスパーキャップ１５及びＰＳスパーキャップ１６の先端側端部では、ブレード２の外皮２０を構成する繊維強化樹脂複合材の厚みを増すなどにより、強度が極端に変化しないように補強されている。
【００４９】
本実施例でのリブ２１は、同一素材或いは複合材、複数の素材からなるクラッド材などの板、ハニカムコアからなるサンドイッチ材やスパーウェブと同様に樹脂製発泡剤やバルサ材をコア材１９とし、その両表面を繊維強化樹脂複合材で補強した部材、繊維強化樹脂複合材などから構成される。
【００５０】
また、本実施例におけるリブ２１は、ＬＥ側スパーウェブ１７及びＴＥ側スパーウェブ１８をブレード２の外皮２０に接着するのと同様に、接着剤によってブレード２の外皮２０の厚み補強された部分に接着することで、ブレード２の成形時に一体成形することができる。
【００５１】
以上説明した本実施例に係るブレード２は、ＳＳスパーキャップ１５及びＰＳスパーキャップ１６の先端部付近にリブ２１を備える構造としたことで、この位置におけるフラップ方向の強度を高めることができるため、ブレード２が座屈するのを防止できる。
【００５２】
このため、リブ２１より先端では、スパーキャップを備える必要がなくなり、スパーキャップを短くすることができ、ブレード２の軽量化が可能となる。
【００５３】
また、アップウィンド方式のブレードでは、高い剛性が必要とされていたが、本実施例のようなダウンウィンド方式のブレード２では、風によりブレード２に荷重が働き風下側に撓んだとしても、ロータ１の回転中にブレード２がタワー６と衝突することがないため、低い剛性とすることができる。
【００５４】
本実施例におけるブレード２を適用したことによる効果を、図５を用いて説明する。図５は、スパーキャップのブレード先端側端部位置をブレード根元からのブレード長さをパラメータとして、ブレード先端部の変位を評価した結果を示す。
【００５５】
図５に示すように、ブレード長さ９０％の位置において、ブレード長さ９９％の従来構造におけるブレード変位と比較し、１．９倍となっている。ブレード変位が２倍を超えるとブレード直径が縮小し受風面積が低下するため、本実施例の効果が少なくなる。よって、スパーキャップのブレード先端側端部をブレード根元からブレード長さ９０％以上、９９％未満の位置とすることが望ましい。
【００５６】
即ち、リブ２１を設けた場合（本実施例）は、スパーキャップのブレード先端側端部をブレード根元からブレード長さ９０％以上、リブ２１を設けてスパーキャップのブレード先端側端部をブレード根元からブレード長さ９９％だと、リブ２１を設けない場合（従来構造）の変位と同じであり、リブ２１を設ける意味がないので、スパーキャップのブレード先端側端部をブレード根元からブレード長さ９９％未満とすれば良い。
【００５７】
このように、本実施例のブレード２は、軽量で、かつ、柔らかい構造を備えるため、低コストのブレード２を提供することが可能である。また、従来と同じ重さが許容される場合には、従来よりも長翼化したブレード２を提供することができ、これにより受風面積が拡大することから発電量を向上させることができる。
【実施例２】
【００５８】
図６、図７及び図８に、本発明の風車用ブレードの実施例２を示す。
【００５９】
図６に示すように、本実施例のブレード２は、スパーキャップのブレード先端側端部のリブが挿入される位置で、根元側ブレード３１と先端側ブレード３２に分割されていると共に、図６のＣ−Ｃ’線に沿った断面である図７に示すように、根元側ブレード３１と先端側ブレード３２の結合部の結合面には、根元側リブ３５と先端側リブ３６が配置されている。
【００６０】
即ち、本実施例の根元側リブ３５と先端側リブ３６は、ブレード２の長手方向に対する直角断面が翼型のブレードの外皮の上下を支持するように配置されている。
【００６１】
このような本実施例の構成では、ＳＳスパーキャップ１５及びＰＳスパーキャップ１６の先端側端部に配置される先端側リブ３６は、ＳＳスパーキャップ１５及びＰＳスパーキャップ１６の先端側端部における断面の翼型と相似形をしており、この位置でスパーウェブも終端している。
【００６２】
根元側リブ３５及び先端側リブ３６は、ロータ１が回転する際に作用する遠心力により生じるせん断力に耐え得るように固定する必要がある。例えば、根元側リブ３５及び先端側リブ３６が、シェルに結合される部分の繊維強化樹脂複合材厚みを増加させ、根元側リブ３５及び先端側リブ３６との結合面を補強する。
【００６３】
根元側ブレード３１と先端側ブレード３２の結合は、根元側リブ３５及び先端側リブ３６を貫通するようなボルト締結が確実である。
【００６４】
また、樹脂系の接着剤を用いることも有効であり、例えば、エポキシ樹脂接着剤が挙げられる。ただし、エポキシ樹脂は紫外線によって劣化することから、根元側ブレード３１と先端側ブレード３２の結合部は、表面にポリウレタンやフッ素樹脂といった耐候性塗装をブレード２の表面に形成することが必要となる。
【００６５】
図８に、本実施例における根元側ブレード３１と先端側ブレード３２の接続例を示す。図８は、根元側ブレード３１と先端側ブレード３２の結合部の形状を分かりやすくするため、シェル構造のみを示している。
【００６６】
根元側ブレード３１と先端側ブレード３２の結合面は、根元側リブ３５及び先端側リブ３６の向かい合う平面同士を結合してもよいが、ロータ１の回転に伴う遠心力によるせん断力に耐えるために、図８に示すように、根元側ブレード３１と先端側ブレード３２の結合面におけるシェルが凹凸の加工にしてもよい。
【００６７】
図８では、根元側ブレード３１のＳＳ面シェルが先端側ブレード３２方向に凸（又は凹）３１ａになり、先端側ブレード３２の凹部（又は凸部）３２ａと合致する。ＰＳ面シェルは、先端側ブレード３２が根元側ブレード３１方向に凸（又は凹）３２ｂになり、根元側ブレード３１の凹部（又は凸部）３１ｂに合致する。
【００６８】
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。
【００６９】
なお、本実施例による根元側ブレード３１と先端側ブレード３２の接続例の構成は、ブレード２が根元側ブレード３１と先端側ブレード３２から構成されることから、根元側ブレード３１と先端側ブレード３２でブレードの内部構造を変えることができ、先端側ブレード３２でスパーウェブを１本にしたり、シェル構造のみにするなどとすることでブレード重量を軽くしたりすることができる。
【００７０】
また、ブレード２を長翼化する場合には、ブレード長さが輸送の際の制限となっている場合が多いが、本実施例を適用したブレード２では、根元側ブレード３１を輸送できる長さの範囲に設定することで、分割したブレード２を風力発電装置１０の建設場所まで輸送することができ、建設現場で結合することで、輸送制限のあるブレードよりも長いブレードを利用でき、発電量向上に貢献できる。
【００７１】
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。また、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。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１…ロータ、２…風車用ブレード、３…ハブ、４…ロータ軸、５…ナセル、６…タワー、１０…風力発電装置、１１…リーディングエッジ（ＬＥ）、１２…トレイリングエッジ（ＴＥ）、１３…サクションサイド（ＳＳ）、１４…プレッシャーサイド（ＰＳ）、１５…ＳＳスパーキャップ、１６…ＰＳスパーキャップ、１７…ＬＥ側桁部材（スパーウェブ）、１８…ＴＥ側桁部材（スパーウェブ）、１９…コア材、２０…ブレードの外皮、２１…リブ、３１…根元側ブレード、３１ａ…根元側ブレードの凸、３１ｂ…根元側ブレードの凹部、３２…先端側ブレード、３２ａ…先端側ブレードの凹部、３２ｂ…先端側ブレードの凸、３５…根元側リブ、３６…先端側リブ。
【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】
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【図８】
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