(57)【要約】本発明は、その先端部（１）に避雷器（２）と、翼の内部（１１，１２）を翼の外部に連絡するドレイン通路（６，１６，２６，３６，４６，５６）とを備える、風力タービン回転翼に関する。このドレイン通路（６，１６，２６，３６，４６，５６）と避雷器（２）は共通のインターフェイスを有している。本発明は更に、ドレイン通路（６， ３６，４６，５６）を備える避雷器に関する。
2004515712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部（１）に、避雷器（２）と、翼の内部（１１，１２）を翼の外部に連絡するドレイン通路（６，１６，２６，３６，４６，５６）とを備えた、風力タービン回転翼であって、ドレイン通路（６，１６，２６，３６，４６，５６）と避雷器（２）とが共通のインターフェイスを有していること、を特徴とする風力タービン回転翼。
【請求項２】
請求項１の風力タービン回転翼であって、ドレイン通路（６）が上記翼壁内に設けられた穴（１６）で、該穴の断面が、同穴（１６）を通して挿入される避雷器（２）の断面より大きいこと、を特徴とする風力タービン回転翼。
【請求項３】
請求項１の風力タービン回転翼であって、ドレイン通路が上記翼壁内に設けられた穴の、穴壁内に１個以上の凹所より形成され、避雷器（２）が該穴を通して挿入されること、を特徴とする風力タービン回転翼。
【請求項４】
請求項１の風力タービン回転翼であって、ドレイン通路（６，３６，４６，５６）が避雷器（２）の中に設けられること、を特徴とする風力タービン回転翼。
【請求項５】
風力タービン回転翼の先端部に配置される避雷器（２）であって、避雷器（２）がドレイン通路（６，３６，４６，５６）を設けられた避雷器（２）。
【請求項６】
請求項５の避雷器（２）であって、同避雷器が円筒型の金属棒であり、ドレイン通路が、避雷器（２）の最外端から伸びて、かつ、長手中心穴（６）から上記金属棒の表面領域まで伸びる横開口（７）と連通している該長手中心穴（６）であり、該表面が避雷器（２）を搭載した状態の翼内に在ること、を特徴とする避雷器（２）。
【請求項７】
請求項５の避雷器（２）であって、上記ドレイン通路が、避雷器（２）の表面内に１個以上の凹所（３６，４６，５６）として形成されること、を特徴とする避雷器（２）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、その先端部に避雷器（ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ ｒｅｃｅｐｔｏｒ）と、翼の外部を該翼の内部に連絡するドレイン通路とを備える、風力タービン回転翼に関する。更に、本発明は避雷器に関する。
【０００２】
【背景技術】
風力タービン回転翼を落雷の電撃から保護するため、同回転翼に避雷システムを備えることが知られている。一例として、ＷＯ９６／０７８２５が開示している避雷装置では、その翼先端部が導電性材料で出来たいわゆる避雷器を備えている。この避雷器は電撃を捕らえて、同翼の長手方向に伸び、風力タービンハブを介してアースされている避雷導線を通して、電流を流すことが可能である。このシステムが、極めて有効な保護を提供していることは、証明済みである。
【０００３】
更に、特に凝結により該風力タービン翼の内部に蓄積した水を排出するため、風力タービン翼の先端部内にドレイン（排水）穴をあけることが、知られている。
【０００４】
経験の示すところによれば、ドレイン穴が水を保持するゆえに斯様なドレイン穴に落雷することが起こり得る。落雷電流は水を熱し、従って「蒸気爆発」を生じさせ、その結果圧力が猛烈に増加して翼が損傷する。翼が避雷器を備えていたとしても、落雷はこれらのドレイン穴内で起こり得る。ドレイン穴の中の水の電気伝導により、避雷器とドレイン穴の間でスパークも飛ぶ可能性がある。とはいえ、翼の内部に蓄積した水を効果的に排出することは、必要である。さもないと、水は翼の材料のクラックやピンホールに蓄積し、そこに雷を引寄せることになる。最後に、翼の内部での水の蓄積は、腐食という観点から好ましくなく、水は多量になると移動可能なバラストとして作用し、翼の回転を妨げるようになることに、留意すべきである。
【０００５】
【発明の概略】
本発明の目的は、風力タービン回転翼の、新規で、かつ、改良された避雷を提供することである。
【０００６】
本発明によれば、上記目的は、ドレイン通路と避雷器に共通のインターフェイスを設けることにより、達成される。その結果、上記翼の内部に蓄積された水は、蒸気爆発が起こるリスクを極めて小さくして、翼の外部に効果的に排出されることが可能となり、よって落雷電流は水を激しく熱することなく、避雷器により導き出される。
【０００７】
ドレイン通路は翼壁内に設けられる穴であってよい。この穴の断面は、同穴を通して挿入される避雷器の断面よりより大きい。この解決法は、従来の避雷器と関連して使用できるので有利である。
【０００８】
本発明によれば、ドレイン通路は翼壁内に設けられる穴の、穴壁内に１個以上の凹所の形で設けられることが可能であり、避雷器は同穴を通して挿入される。これは極めて簡単であまり費用のかからない解決法である。
【０００９】
本発明によれば、ドレイン通路は避雷器の一部を形成することができる。そこでは、とくに簡単で信頼出来る実施例が得られ、それにより、翼壁内に穴のある特殊な実施例は不要となる。
【００１０】
好ましい実施例によれば、避雷器は、円筒型の金属棒であり、ドレイン通路は、避雷器の最外端から伸びて、かつ、避雷器を搭載した状態で翼内に位置する金属棒の長手中心穴から表面領域まで伸びる横開口と連通している、同長手中心穴である。これは蒸気を容易に逃がすことを可能にし、それによって爆発圧力の増加のリスクが最小になるという点において、極めて信頼できる実施例である。同様に、ドレイン通路は避雷器の材料によってのみ画定され、それによって翼の材料は圧力の増加に影響されない。
【００１１】
選択的には、ドレイン通路は避雷器の表面内に１個以上の凹所の形で設けることができる。それにより極めて簡単であまり費用のかからない実施例が得られる。
【００１２】
本発明は以下に、図示された実施例によって、より詳細に説明される。
【００１３】
【本発明の実施の最良形態】
図１は、本発明の第一実施例による翼先端部を片側より見た概略図である。銅ケーブル１４の形態の避雷導線は、端末手段８によりアンカー・ブロック５にねじで取付けられている。ネジ接続により、例えばウォルフラム（タングステン）の３個の避雷器２，３，４は、ステンレススティールまたは赤色黄銅または赤色ブロンズ（ｒｅｄ ｂｒｏｎｚｅ）等の導電性材料で出来たアンカー・ブロック５に、取付けられる。該避雷器は上記アンカー・ブロック５から、翼先端部１の自由端、同翼先端部の圧力側および同翼先端部の吸込み側までそれぞれ伸びている。図１，図２および図４に示す実施例に於いて、ドレイン通路６が、アンカー・ブロック５から翼先端部の自由端まで伸びる避雷器２内に設けられている。図１の矢印１３は、どのようにして翼の内部からの水が、避雷器２内のドレイン通路６を通して同翼の外部に排出され得るかを示している。
【００１４】
同翼先端部は、従来、ドレイン穴が翼壁内に設けられているアンカー・ブロックの直下位置まで、接着剤／樹脂／モールディングの材料が充填されていた。しかしこの方法は、接着剤／樹脂／モールディングの材料が固体化するときに収縮して水が蓄積する可能性のあるクラックやピンホールを形成する、という点で問題である。
【００１５】
図２は上記第一実施例を示している。そこにおいて、ドレイン通路は円形のウォルフラム棒の形を有する避雷器２内の長手穴６より形成されている。長手穴６は、上記翼の外側面上で、避雷器２の先端内に開口していて、避雷器２の開口７を通して同翼の内部空洞１１，１２と連通している。アンカー・ブロック５のそれぞれの側にある同翼の内部領域１１，１２は、水が領域１１から領域１２までそしてドレイン通路６を通して翼の外に流れることが出来るように、アンカー・ブロック５の両側で互いに連通している。
【００１６】
図３の翼先端部は、本発明の第二実施例である。この実施例において避雷器２は、その棒の直径より僅かに大きい直径を有するドレイン穴１６を通して挿入される中実の円形の棒である。その結果、同穴１６の壁と避雷器２の表面の間に隙間が生じ、該隙間を通して水は翼の外に逃れることが出来る。この実施例は従来の避雷器と関連して使用し得る。
【００１７】
図５から図９は、翼壁と避雷器２を切って得た断面図である。図４および図５は、図２と図３にそれぞれ示される実施例の同様の断面図である。
【００１８】
図６は、ドレイン通路が避雷器２の表面内に溝３６として形成されている実施例である。図７の実施例においては、ドレイン通路４６の断面は、避雷器２の円形断面の部分として形成されている。
【００１９】
図８は、ドレイン通路が、避雷器２が挿入されている円形穴の壁内の、凹所２６である実施例を示している。
【００２０】
図９は、ドレイン通路が、避雷器２の表面内の数個の長手溝５６から形成されている実施例を示す。
【００２１】
本発明は上記実施例に限定されるものではない。
【００２２】
図示された避雷器２は、直径約１５ｍｍの円形棒として形成されている。図２および図４に示された実施例は、直径約６ｍｍのドレイン通路を備えている。しかしながら、避雷器およびドレイン通路は、図示されたものから離れた形と大きさを有してもよい。
【００２３】
本発明は、他の全ての翼に対して回転可能なブレーキティップ（ｂｒａｋｅ ｔｉｐ）を有するスタールコントロール（失速制御）付き翼と関連して、且つ又、ピッチコントロール（縦揺れ制御）付き翼と関連して使用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例による風力タービン回転翼の、翼先端部の部分概略図である。
【図２】図１のＩＩ―ＩＩ線に沿って取られた断面図である。
【図３】図２に示した実施例と同様に示した、本発明の第二実施例を示す。
【図４】図２のＩＶ―ＩＶ線に沿って取られた断面図である。
【図５】図３のＶ―Ｖ線に沿って取られた断面図である。
【図６】図４と図５に示した実施例と同様に示した、本発明の選択自由な実施例である。
【図７】図４と図５に示した実施例と同様に示した、本発明の選択自由な実施例である。
【図８】図４と図５に示した実施例と同様に示した、本発明の選択自由な実施例である。
【図９】図４と図５に示した実施例と同様に示した、本発明の選択自由な実施例である。
【符号の説明】
１風力タービン回転翼
２、３、４避雷器
５アンカー・ブロック
６長手穴
７開口
８端末手段
１１，１２翼の内部空洞
１３矢印
１６ドレイン穴
２６凹所
３６溝
４６ドレイン通路
５６長手溝
【国際公開パンフレット】
2004515712.tif 000003
2004515712.tif 000004
2004515712.tif 000005
2004515712.tif 000006
2004515712.tif 000007
2004515712.tif 000008
2004515712.tif 000009
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【国際調査報告】
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