(57)【要約】【課題】低コストの製造を可能とする風力エネルギー設備用ロータブレードを提供する。【解決手段】本発明は、風力エネルギー設備用ロータブレードに関する。該ロータブレードは、ロータブレード付根部（１３１）と、ロータブレード先端部（１３２）と、ロータブレード前側エッジ（１３３）と、ロータブレード後側エッジ（１３４）とを有する。更に該ロータブレードは、圧力側面部（１３６）及び吸引側面部（１３５）と、該圧力側面部（１３６）と該吸引側面部（１３５）との間において少なくとも部分的に少なくとも１つのウェブ（２００）とを有する。該ロータブレードは、前記ロータブレード付根部（１３１）と前記ロータブレード先端部（１３２）との間において長手方向を有する。そして前記ウェブ（２００）は、該ロータブレードの長手方向において波形状に形成されている。【選択図】図３
2013521438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータブレード付根部（１３１）と、ロータブレード先端部（１３２）と、ロータブレード前側エッジ（１３３）と、ロータブレード後側エッジ（１３４）と、
圧力側面部（１３６）及び吸引側面部（１３５）と、
該圧力側面部（１３６）と該吸引側面部（１３５）との間において少なくとも部分的に少なくとも１つのウェブ（２００）とを有し、
前記ロータブレード付根部（１３１）と前記ロータブレード先端部（１３２）との間において長手方向を有する、
風力エネルギー設備用ロータブレードであって、
前記ウェブは、該ロータブレードの長手方向において波形状に形成されていること
を特徴とする、風力エネルギー設備用ロータブレード。
【請求項２】
前記圧力側面部（１３６）及び／又は前記吸引側面部（１３５）には、支持帯材が設けられており、前記少なくとも１つのウェブ（２００）は、該支持帯材の領域に固定されていること
を特徴とする、請求項１に記載のロータブレード。
【請求項３】
前記ウェブは、繊維強化熱可塑性材料の熱変形加工により製造されていること
を特徴とする、請求項１又は２に記載のロータブレード。
【請求項４】
前記ウェブの波形状は、正弦形状に形成されていること
を特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のロータブレード。
【請求項５】
互いに実質的に平行に配設された少なくとも２つのウェブが設けられていること
を特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のロータブレード。
【請求項６】
風力エネルギー設備用ロータブレードの製造に際して、波形状に形成されたウェブの使用。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のロータブレードを少なくとも１つ備えた風力エネルギー設備。
【請求項８】
ロータブレード付根部（１３１）と、ロータブレード先端部（１３２）と、ロータブレード前側エッジ（１３３）と、ロータブレード後側エッジ（１３４）と、圧力側面部（１３６）及び吸引側面部（１３５）とを有する風力エネルギー設備用ロータブレードの製造方法であって、
該ロータブレードの長手方向において波形状に形成されたウェブを設けるステップ
を含むこと
を特徴とする製造方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つのウェブは、繊維強化熱可塑性材料の熱変形加工により製造されること
を特徴とする、請求項８に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力エネルギー設備用ロータブレードに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１は風力エネルギー設備用ロータブレードを記載し、そこでは、繊維複合材料から成る複数の支持帯材（Gurte）がロータブレードにおいて長手方向（縦方向）に設けられる。これらの支持帯材は、例えばガラス繊維強化ファイバから、例えば樹脂内での含浸により製造することができる。これらの支持帯材は、典型的にはロータブレードの吸引側面部（負圧側面部 Saugseite）にも圧力側面部（正圧側面部 Druckseite）にも設けられる。またこれらの支持帯材は予め製造されて、引き続きロータブレードないしハーフシェルへ嵌め込むことができる。このことは、これらの支持帯材を予め一定の条件下で製造することができるという長所をもつ。特にこの際、これらの支持帯材が製造中に歪んで波形状になることは回避されるべきである。支持帯材の歪みは、支持帯材が（ロータブレードの）負荷吸収（荷重軽減 Lastabtrag）のために用いられるため、望まれるものではない。従って支持帯材が歪んで波形状になるないし凹凸状になる（ひだが付く）ことを防止するためには（費用をかけて）品質確保手段が設けられなくてはならない。
【０００３】
尚、一般的な従来技術としては、下記特許文献２及び３が参照とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】DE 103 36 461 A1
【特許文献２】DE 10 2008 022 548 A1
【特許文献３】DE 203 20 714 U1（実用新案登録明細書）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は（全体として）低コストの製造を可能とする風力エネルギー設備用ロータブレードを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、請求項１による風力エネルギー設備用ロータブレードにより解決される。
【０００７】
従って風力エネルギー設備用ロータブレードが設けられる。該ロータブレードは、ロータブレード付根部と、ロータブレード先端部と、ロータブレード前側エッジと、ロータブレード後側エッジとを有する。更に該ロータブレードは、圧力側面部（正圧側面部）及び吸引側面部（負圧側面部）と、該圧力側面部と該吸引側面部との間において少なくとも部分的に少なくとも１つのウェブ（腹板）を有する。該ロータブレードは、ロータブレード付根部とロータブレード先端部との間において長手方向（縦方向）を有する。そしてウェブは、ロータブレードの長手方向において波形状に形成されている。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の一視点により、ロータブレードは、圧力側面部及び吸引側面部において支持帯材（Gurte）を有する。少なくとも１つのウェブは、これらの支持帯材の領域に固定される。
【０００９】
本発明の別の一視点により、ウェブは、繊維強化熱可塑性材料の熱変形加工（熱間加工）により製造される。
【００１０】
本発明の別の一視点により、ウェブの波形状は、正弦形状（サイン形状）に形成されている。
【００１１】
本発明の別の一視点により、互いに実質的に平行に配設された少なくとも２つのウェブが設けられている。
【００１２】
更に本発明は、風力エネルギー設備用ロータブレードの製造に際して、波形状に形成されたウェブを使用することに関する。
【００１３】
更に本発明は、少なくとも１つの上記ロータブレードを備えた風力エネルギー設備に関する。
【００１４】
本発明は、ロータブレードの圧力側面部と吸引側面部との間にウェブを有する風力エネルギー設備用ロータブレードを設けるという思想に関する。これらのウェブは、縦断面において直線状でなく、波形状ないし凹凸湾曲形状（onduliert）に形成されている。
【００１５】
従って、波形状ないし凹凸湾曲形状にされた、又は正弦形状で波形状とされたウェブないしスパーウェブ（桁腹板）が設けられる。スパーウェブは、例えば繊維強化熱可塑性材料から製造することができ、従って、例えば繊維強化熱可塑性材料の熱変形加工（熱間加工）による自動製造ラインを実現することができる。好ましくは、繊維強化熱可塑性材料は１つのロールから巻き出される。
【００１６】
好ましくは、ウェブは、熱可塑性材料から機械加工により製造することができる。あるいはまたウェブは、引き続くＵＶ硬化処理を伴うプリプレグから製造することもできる。
【００１７】
ウェブは、ロータブレードの強度を増加させるために用いられる。そのためにウェブは、ロータブレードの吸引側面部と圧力側面部との間に設けることができる。これらのウェブは、例えば、圧力側面部及び吸引側面部に沿って設けられた支持帯材に固定ないし接着することができる。これらのウェブは、専ら（ロータブレードの）強度のために資するが、ロータブレード内での（長手方向での）負荷吸収（荷重軽減 Lastabtrag）のために資することはない。
【００１８】
本発明の別の展開形態は、下位請求項の対象である。
【００１９】
以下、本発明の長所及び実施例を、図面に関連して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による風力エネルギー設備を示す模式図（正面図）である。
【図２】図１による風力エネルギー設備のための風力エネルギー設備用ロータブレードの横断面を示す図である。
【図３】図１による風力エネルギー設備のための風力エネルギー設備用ロータブレードの縦断面を示す図である。
【実施例】
【００２１】
図１は、本発明による風力エネルギー設備の模式図を示している。風力エネルギー設備１００はタワー１１０を有し、タワー１１０には上端部においてゴンドラ１２０が設けられている。ゴンドラ１２０には、例えば３つのロータブレード１３０が配設されている。各々のロータブレード１３０は、ロータブレード先端部１３２とロータブレード付根部１３１とを有する。各々のロータブレード１３０は、ロータブレード付根部１３１において例えばロータハブ１２１に固定される。各々のロータブレード１３０のピッチ角度は、好ましくは、目下（実際）の風速に応じて制御可能である。
【００２２】
図２は、第１実施例による風力エネルギー設備用ロータブレードの横断面を示している。ロータブレード１３０は、図１に図示されているように、ロータブレード先端部１３２とロータブレード付根部１３１とを有する。更にロータブレード１３０は、ロータブレード前側エッジ１３３とロータブレード後側エッジ１３４とを有する。更にロータブレード１３０は、吸引側面部（負圧側面部 Saugseite）１３５と圧力側面部（正圧側面部 Druckseite）１３６とを有する。吸引側面部１３５と圧力側面部１３６との間には、少なくとも部分的に（ロータブレード付根部１３１とロータブレード先端部１３２との間において）ロータブレードの長さに沿って複数のウェブ（腹板 Stege）ないしスパーウェブ（桁腹板 Holmstege）２００を設けることができる。これらのウェブは、第１端部２０１と第２端部２０２とを有する。第１端部２０１は吸引側面部１３５に固定されており、第２端部２０２は圧力側面部１３６に固定されている。他言するとこれらのウェブは、機械的に吸引側面部及び圧力側面部と結合されている。これらのウェブ２００は、好ましくは、ロータブレードの機械的安定性を改善するために設けられる。これらのウェブは、ロータブレード付根部１３１とロータブレード先端部１３２との間においてロータブレードの長さないし長手方向（縦方向）に沿って、全体的に連続するか又は少なくとも部分的に設けることができる。
【００２３】
第１実施例によるウェブ２００は、ロータブレードの長手方向に沿って、凹凸湾曲形状（onduliert）に、又は波形状（gewellt）に、又は正弦形状（サイン形状）に形成されている。あるいはまたウェブ２００は、ロータブレードの長手方向に沿って、鋸歯状ないし三角状反復（ギザギザ）の形状に形成することもできる。
【００２４】
これらのウェブは、圧力側面部から吸引側面部への揚力の一部分を伝えるために用いることができる。従ってこれらのウェブは、これらのウェブの長手方向（縦方向）に対して垂直方向に、即ちロータブレードの圧力側面部から吸引側面部へと力を伝えることができる。しかしこれらのウェブは、これらのウェブの長手方向（縦方向）において力を伝えるには余り適していない。
【００２５】
図３は、図１による風力エネルギー設備のための風力エネルギー設備用ロータブレードの縦断面を示している。ロータブレードは、ロータブレード付根部１３１と、ロータブレード先端部１３２と、ロータブレード前側エッジ１３３と、ロータブレード後側エッジ１３４とを有する。更に複数のウェブ２００が（図２に図示されているように）ロータブレードの圧力側面部と吸引側面部との間において延在している。これらのウェブ２００は、ロータブレードの長手方向（縦方向）に沿って、波形状ないし凹凸湾曲形状に、又は正弦形状（サイン形状）に形成されている。あるいはまたウェブ２００は、鋸歯状ないし三角状反復の形状に形成することもできる。
【００２６】
図２及び図３によるウェブは、例えば、熱可塑性材料から機械加工により製造することができる。このことは、例えば、繊維強化熱可塑性材料の熱変形加工（熱間加工）により行なうことができる。
【００２７】
これらのウェブは、特に（ロールから）巻き出された繊維強化熱可塑性材料から製造することができ、この際、波形状は、熱変形加工（熱間加工）により形成することができる。
【００２８】
波形状に形成されたこれらのウェブにより、１０％〜２０％（特に１５％）の材料節約を実現することができる。これらのウェブは長手方向において波形状ないし凹凸湾曲形状に形成されているので、これらのウェブは（ロータブレード長手方向の）負荷吸収（荷重軽減 Lastabtrag）には寄与せず、従って負荷吸収は、依然として、圧力側面部及び吸引側面部に設けられた繊維強化支持帯材を介して行なわれる。他方、風に起因する揚力は、例えば９０％がウェブ２００を介して伝えられる。
【符号の説明】
【００２９】
１００      風力エネルギー設備
１１０      タワー
１２０      ゴンドラ
１２１      ロータハブ
１３０      ロータブレード
１３１      ロータブレード付根部
１３２      ロータブレード先端部
１３３      ロータブレード前側エッジ
１３４      ロータブレード後側エッジ
１３５      吸引側面部（負圧側面部）
１３６      圧力側面部（正圧側面部）
２００      ウェブないしスパーウェブ（Stege, Holmstege）
２０１      第１端部
２０２      第２端部
【図１】
2013521438.tif 000003
【図２】
2013521438.tif 000004
【図３】
2013521438.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成24年11月2日(2012.11.2)
【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】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
風力エネルギー設備用ロータブレードを製造するためのウェブであって、
該ウェブが、ロータブレードの長手方向において波形状に形成されていること
を特徴とするウェブ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記課題は、請求項１による風力エネルギー設備用ロータブレードにより解決される。
即ち、ロータブレード付根部と、ロータブレード先端部と、ロータブレード前側エッジと、ロータブレード後側エッジと、圧力側面部及び吸引側面部と、該圧力側面部と該吸引側面部との間において少なくとも部分的に少なくとも１つのウェブとを有し、前記ロータブレード付根部と前記ロータブレード先端部との間において長手方向を有する、風力エネルギー設備用ロータブレードであって、前記ウェブは、該ロータブレードの長手方向において波形状に形成されていることを特徴とする、風力エネルギー設備用ロータブレードが提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明の別の展開形態は、下位請求項の対象である。
即ち、本発明において以下の形態が可能である。尚、本願の特許請求の範囲に付記されている図面参照符号は専ら本発明の理解の容易化のためのものであり、図示の形態への限定を意図するものではないことを付言する。
（形態１）ロータブレード付根部と、ロータブレード先端部と、ロータブレード前側エッジと、ロータブレード後側エッジと、圧力側面部及び吸引側面部と、該圧力側面部と該吸引側面部との間において少なくとも部分的に少なくとも１つのウェブとを有し、前記ロータブレード付根部と前記ロータブレード先端部との間において長手方向を有する、風力エネルギー設備用ロータブレードであって、前記ウェブは、該ロータブレードの長手方向において波形状に形成されていること。
（形態２）前記圧力側面部及び／又は前記吸引側面部には、支持帯材が設けられており、前記少なくとも１つのウェブは、該支持帯材の領域に固定されていることが好ましい。
（形態３）前記ウェブは、繊維強化熱可塑性材料の熱変形加工により製造されていることが好ましい。
（形態４）前記ウェブの波形状は、正弦形状に形成されていることが好ましい。
（形態５）互いに実質的に平行に配設された少なくとも２つのウェブが設けられていることが好ましい。
（形態６）風力エネルギー設備用ロータブレードの製造に際して、波形状に形成されたウェブの使用。
（形態７）前記ロータブレードを少なくとも１つ備えた風力エネルギー設備。
（形態８）ロータブレード付根部と、ロータブレード先端部と、ロータブレード前側エッジと、ロータブレード後側エッジと、圧力側面部及び吸引側面部とを有する風力エネルギー設備用ロータブレードの製造方法であって、該ロータブレードの長手方向において波形状に形成されたウェブを設けるステップを含むこと。
（形態９）前記少なくとも１つのウェブは、繊維強化熱可塑性材料の熱変形加工により製造されることが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2013521438.tif 000006
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2013521438.tif 000007
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2013521438.tif 000008
【国際調査報告】
2013521438.tif 000009
2013521438.tif 000010
2013521438.tif 000011
2013521438.tif 000012
2013521438.tif 000013
2013521438.tif 000014