(57)【要約】本明細書中、風力タービンシステムおよび方法が、開示されている。代表的なシステムは、荷重を支える内部のトラス構造を有する内側領域と、荷重を支えるノントラス構造を内部に有する外側領域とを有する風力タービン用ブレードを含む。特定の実施例では、そのトラス構造は、複数のけたの三角形の構成を含むことができ、かつ／または、複数のけたの複数の孔を使用することなしにトラスの構成要素を接続するトラス付属部材を含むことができる。複数のけたは、長手方向の延在部において互いに積層され引き抜き成形された複数の複合部材の部材から製造可能とされる。その長手方向の複数の延在部は、各けた部における突起部および凹部を差し込む接続部において接続可能とされる。そのブレードは、積層した層および／または積層した層と移行プレートとの組み合わせによって形成されるハブ取り付け部で、扇形の移行部分を含み得る。
2012511119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半径方向内側領域および半径方向外側領域を有する風力タービンブレードを含む風力タービンシステムであって、
前記内側領域は、ハブ取り付け要素と、該ハブ取り付け要素から長手方向外側に延在する荷重を支える内部トラス構造と、該内部トラス構造によって支持される外部外板とを含み、
前記内部トラス構造から長手方向外側に位置付けられる前記外側領域は、前記内部トラス構造に取り付けられ、荷重を支えるトラス構造を含まない荷重を支える内部構造を有し、前記外側領域は、ブレード先端部をさらに含む風力タービンシステム。
【請求項２】
前記風力タービンブレードは、全長を有し、前記内部トラス構造は、前記ハブ取り付け要素から前記全長の約３分の２の点まで前記ハブ取り付け要素から延在する請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記外側領域は、長手方向に延在するけた、前記けたに沿って離間した複数のリブを含み、前記外部外板の一部分は前記けたおよび前記リブによって支持される請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記内側領域の前記トラス構造は、複数の長手方向に延在するけたと、前記けたに沿って離間した複数のリブと、前記けた間で接続された、概して直線の細長いトラス部材とを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記外側領域はモノコック構造を有する請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記外側領域は半モノコック構造を有する請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記内側領域の前記トラス構造は、長手方向に延在するけたを第１の数だけ含み、前記外側領域は、長手方向に延在するけたを第２の数だけ含み、前記第２の数は前記第１の数より少ない請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記内側領域の前記トラス構造は、長手方向に延在するけたを３つだけ含み、前記外側領域は、長手方向に延在するけたを２つ含む請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記内側領域の前記トラス構造は、長手方向に延在する第１のけたを含み、前記外側領域は、長手方向に延在する第２のけたを含み、前記第１のけたおよび前記第２のけたは、概して滑らかな連続的な長手方向軸に沿って延在する請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記内側領域は、第１のセグメントと、前記第１のセグメントから半径方向外側に配置された第２のセグメントとを含み、前記第１のセグメントは第１のけたセグメントを有し、前記第２のセグメントは、前記第１のけたセグメントに接続され前記第１のけたセグメントから半径方向外側に配置された第２のけたセグメントを有する請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
荷重を支えるトラス構造を有するように風力タービンブレードの半径方向内側領域を形成し、
外板を前記トラス構造に貼付し、
ノントラス構造を有するように前記風力タービンブレードの半径方向外側領域を形成し、
前記風力タービンブレードの前記内側領域と前記風力タービンブレードの前記外側領域とを互いに接続すること、
を含む風力タービンブレードを製造する方法。
【請求項１２】
前記風力タービンブレードの前記半径方向外側領域を形成することは、前記風力タービンブレードの前記半径方向外側領域を、モノコック構造を有するように形成することを含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記風力タービンブレードの前記半径方向外側領域を形成することは、前記風力タービンブレードの前記半径方向外側領域を、半モノコック構造を有するように形成することを含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記風力タービンブレードの前記半径方向内側領域を形成することは、第１の半径方向内側セグメントおよび第２の半径方向内側セグメントを形成することを含み、
前記方法は、
前記第１の半径方向内側セグメントを前記第２の半径方向内側セグメントに設置現場で接続することと、
前記半径方向外側領域を前記第２の半径方向内側セグメントに前記設置現場で接続して、前記第２の半径方向内側セグメントが前記第１の半径方向内側セグメントと前記半径方向外側領域との間に配置された状態で、半径方向に延在する風力タービンブレードを形成することと、
前記風力タービンブレードを風力タービンハブに前記設置現場で装着することと
をさらに含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
複数の風力タービンブレードを支持する風力タービンシャフトを回転させ、
個々の風力タービンブレードから該ブレードの半径方向内側領域であって荷重を支えるの内部トラス構造と、前記内部トラス構造によって支持される外部外板とを含む半径方向内側領域、および、前記ブレードの半径方向外側領域であってノントラス構造の周りに位置付けられた荷重を支える外板を含む半径方向外側領域を介して前記シャフトまで負荷を伝達し、
前記シャフトを略横方向の軸の回りに回転させることにより、前記個々の風力タービンブレードを周期的に変化する重力荷重にさらすことを含む風力タービンを動作させる方法。
【請求項１６】
負荷を伝達することは、前記ブレードの前記外側領域から前記ブレードの前記内側領域を介して前記シャフトまで負荷を伝達することを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
負荷を伝達することは、前記ブレードの前記外側領域からけたの接続部を通って前記ブレードの前記内側領域、次いで前記シャフトまで負荷を伝達することを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前縁および後縁を有し、トラス構造を含む風力タービンブレードを含む風力タービンシステムにおいて、
前記トラス構造は、
前記前縁近くに位置付けられ、長手方向に延在する第１のけたと、
前記前縁の近くに位置付けられ、前記第１のけたから離隔され長手方向に延在する第２のけたと、
前記後縁の近くに位置付けられ、単一の長手方向に延在する第３のけたと、
個々のリブが前記第１のけた、前記第２のけた、および前記第３のけたのそれぞれに接続された状態で、間隔をもって配置された複数のリブと、
前記第１のけたと、前記第２のけたと、前記第３のけたとの間で接続された複数のトラス部材と、
取り付けられ、前記複数のけた、前記複数のリブ、または、前記けたおよび前記リブの両方により、支持される外部外板とを備える風力タービンシステム。
【請求項１９】
前記風力タービンブレードは、概して円形のハブ取り付け要素を有する内側領域と、前記内側領域から長手方向外側に配置された外側領域とを含む請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第１のけた、前記第２のけた、および前記第３のけたは、前記トラス構造に沿って、所定の長手方向の位置において、前記風力タービンブレードの長手方向にのみ延在するけたである請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
前記風力タービンブレードは長手方向の全長を有し、前記第１のけた、前記第２のけた、および前記第３のけたのみが、前記風力タービンブレードの前記長手方向に、前記ブレードの前記長手方向の長さの大部分にわたって延在するけたである請求項１８に記載のシステム。
【請求項２２】
前記風力タービンブレードは長手方向の全長を有し、前記第１のけた、前記第２のけた、および前記第３のけたのみが、前記風力タービンブレードの長手方向に、前記ブレードの長手方向の長さの約３分の２にわたって延在するけたである請求項１８に記載のシステム。
【請求項２３】
前記第１のけた、前記第２のけた、および前記第３のけたのみが、前記トラス構造の長手方向に延在するけたである請求項１８に記載のシステム。
【請求項２４】
個々のリブは、前記第１のけたを受けるように配置された第１の切欠きと、前記第２のけたを受けるように配置された第２の切欠きとを含む請求項１８に記載のシステム。
【請求項２５】
個々のリブは、前記第３のけたに接続され翼弦方向において前記第３のけたの前方に配置された第１のウェブ部を有し、前記個々のリブは、前記翼弦方向において前記第３のけたの後方に配置された第２のウェブ部を有し、前記第１のウェブ部および前記第２のウェブ部は不連続である請求項１８に記載のシステム。
【請求項２６】
前記第１のけたは、翼弦方向の寸法が厚さ寸法より大きい、矩形の断面形状を有し、前記第３のけたは、翼弦方向の寸法が厚さ寸法より小さい、矩形の断面形状を有する請求項１８に記載のシステム。
【請求項２７】
前記第１のけた、前記第２のけた、前記第３のけたは、複合材料の積層体からそれぞれ形成される請求項１８に記載のシステム。
【請求項２８】
前記風力タービンブレードの断面は、翼弦方向の寸法および厚さ寸法を有し、前記単一の第３のけたは、前記厚さ寸法の大部分にわたって延在する請求項１８に記載のシステム。
【請求項２９】
前記風力タービンブレードは第１の風力タービンブレードであり、
前記システムは、
前記第１の風力タービンブレードを支持するハブと、
前記ハブによって支持される第２の風力タービンブレードと、
前記ハブによって支持される第３の風力タービンブレードと
をさらに備え、
前記第１の風力タービンブレード、前記第２の風力タービンブレード、および前記第３の風力タービンブレードはそれぞれ、前記ブレードのうちのトラス構造を有する全ての部分に長手方向に延在する荷重を支えるけたを３つだけ有する請求項１８に記載のシステム。
【請求項３０】
複数の風力タービンブレードを支持する風力タービンシャフトを回転させ、
前記ブレードの前縁の近くにある長手方向に延在する荷重を支える２つのけたと、前記ブレードの後縁の近くにある長手方向に延在する荷重を支える１つのけたを含む前記個々の風力タービンブレードの内部トラス構造を介して、個々の風力タービンブレードから前記シャフトまで負荷を伝達することを含む風力タービンを動作させる方法。
【請求項３１】
前記シャフトを回転させることは、前記シャフトを概して横方向の軸を中心に回転させることを含み、前記個々の風力タービンブレードに、前記シャフトが回転するにつれて周期的に変化する重力による荷重をかけることをさらに含む請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記シャフトを回転させることは、前記シャフトを概して横方向の軸を中心に回転させることを含み、前記個々の風力タービンブレードに、前記シャフトが回転するにつれて周期的に変化する、重力による翼弦方向の荷重をかけることをさらに含む請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
風力タービンブレードを製造する方法であって、
前記風力タービンブレードの前縁の近くの第１のけたと、前記風力タービンブレードの前記前縁の近くの第２のけたと、前記風力タービンブレードの後縁の近くの第３のけたとを含む長手方向に延在する３つのけただけ有するトラス構造を形成し、
前記長手方向に延在する複数のけた相互間にトラス部材を接続し、
前記長手方向に延在する複数のけたに複数のリブを接続し、
前記複数のリブ、前記複数のけたのうちの少なくとも１つ、または、前記複数のリブおよび少なくとも１つの前記けた両方に、外部外板を接続することを含む風力タービンブレードを製造する方法。
【請求項３４】
前記長手方向に延在するけたの間をリブで接続することは、前記リブのうちの少なくとも１つの第１の切欠きで前記第１のけたを受けることと、前記少なくとも１つリブの第２の切欠きで前記第２のけたを受けることとを含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記長手方向に延在するけたの間をリブで接続することは、翼弦方向前方に延在するように少なくとも１つリブの第１の部分を前記第３のけたに接続することと、前記少なくとも１つリブの第２の部分を、前記第３のけたの後方に配置することとを含み、前記第１の部分および前記第２の部分は互いから不連続である請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記トラス構造を形成することは、前記風力タービンブレードの前記厚さの大部分にわたって厚さ方向に延在する単一の第３のけたを有するトラス構造を形成することを含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
長手方向に延在する複数のけたと、
個々のリブが前記長手方向に延在するけたに取り付けられた状態で長手方向に離隔された複数のリブと、
前記各けた、前記リブ、または前記けたおよび前記リブの両方の孔を使用せず、個々のトラス付属部材が前記けた、リブ、またはけたおよびリブの両方に接続された状態である複数のトラス付属部材と、
個々のトラス部材が対応する一対のトラス付属部材の相互間で接続された状態である複数のトラス部材と
を含む風力タービンブレードを含む風力タービンシステム。
【請求項３８】
前記けたは複合材料から形成され、前記トラス付属部材は、けた取り付け部およびトラス取り付け部を含み、前記けた取り付け部は、けたの周りを円周に沿って延在し、前記けたにクランプ締めされ、前記トラス取り付け部は、前記けたから離れるように延在し第１の取り付け孔を有するフランジを含み、
前記トラス部材のうちの少なくとも１つは、第２の取り付け孔を含み、
前記けたではなく、前記第１の取り付け孔および前記第２の取り付け孔を通って延在する締結具をさらに備える請求項３７に記載のシステム。
【請求項３９】
前記トラス部材は、前記トラス付属部材の前記フランジが内部で受けられるスロットを有する請求項３８に記載のシステム。
【請求項４０】
個々のトラス付属部材はけたに取り付けられ、前記トラス付属部材は金属から形成され、前記けたは複合材料から形成される請求項３７に記載のシステム。
【請求項４１】
個々のトラス付属部材はけたに取り付けられ、前記トラス付属部材および前記けたの両方は複合材料から形成される請求項３７に記載のシステム。
【請求項４２】
前記けたおよび前記トラス付属部材は、接着剤によって結合される請求項４１に記載のシステム。
【請求項４３】
前記けたおよび前記トラス付属部材はコーキュア成形される請求項４１に記載のシステム。
【請求項４４】
前記トラス付属部材は、前記けたの第１の部分の周りで円周に沿って延在する第１の構成要素と、前記けたの第２の部分の周りで円周に沿って延在する第２の構成要素と、前記第１の構成要素と前記第２の構成要素とを接続し、前記けたを前記第１の構成要素と前記第２の構成要素との間でクランプ締めする少なくとも１つの締結具とを含む請求項３７に記載のシステム。
【請求項４５】
前記締結具の配置は、前記けたを前記第１の構成要素と前記第２の構成要素との間でクランプ締めすると共に、前記トラス部材のうちの１つを前記トラス付属部材に取り付けるようなっている請求項４４に記載のシステム。
【請求項４６】
前記けたは、複合材料から形成され、前記トラス付属部材は、前記けたの第１の部分の周りを円周に沿って延在する第１の構成要素と、前記けたの相補形の第２の部分の周りを円周に沿って延在する第２の構成要素とを含み、前記第１の構成要素は、第１のフランジを２つ有し、前記第１のフランジのうちの一方は、前記けたから外側に第１の方向に延在し、もう一方は、前記けたから外側に前記第１の方向とは異なる第２の方向に延在し、前記第２の構成要素は第２のフランジを２つ有し、前記第２のフランジのうちの一方は、前記けたから外側に前記第１の方向に延在し、前記第１の構成要素の前記第１のフランジのうちの一方と面同士で接するように配置され、前記第２のフランジのうちのもう一方は、外側に前記第２の方向に延在し、前記第１の構成要素の前記もう一方の第１のフランジと面同士で接するように配置され、前記第１のフランジはそれぞれ、第１の締結具開口部を有し、前記第２のフランジはそれぞれ、前記第１の締結具開口部のうちの対応する開口部と位置合わせされた第２の締結具開口部を有し、
第１のトラス部材は、前記第１のフランジが内部で受けられるスロットを有し、
第２のトラス部材は、前記第２のフランジが内部で受けられるスロットを有し、
第１の締結具は、前記第１のトラス部材と、前記第１の締結具開口部のうちの一方と、位置合わせされた対応する前記第２の締結具開口部とを貫通して、前記第１のトラス部材を前記トラス付属部材に固定し、前記第１の構成要素および前記第２の構成要素を前記けたの周りにクランプ締めし、
第２の締結具は、前記第２のトラス部材と、前記第１の締結具開口部のうちのもう一方と、位置合わせされた対応する前記第２の締結具開口部とを貫通して、前記第２のトラス部材を前記トラス付属部材に固定し、前記第１の構成要素および前記第２の構成要素を前記けたの周りにクランプ締めし、
前記第１の締結具も前記第２の締結具も前記けた中を通らない請求項３７に記載のシステム。
【請求項４７】
前記トラス部材のうちの少なくとも１つは、前記個々のリブのうちの１つおよび前記トラス付属部材のうちの１つに取り付けられて、前記けたのうちの１つと、前記個々のリブとの間を取り付ける請求項３７に記載のシステム。
【請求項４８】
前記リブは、ウェブおよびフランジを有し、前記トラス付属部材は、前記リブの前記ウェブに取り付けられる請求項４７に記載のシステム。
【請求項４９】
前記トラス付属部材は、前記個々のけたのうちの１つに取り付けられ、前記けたの一部分の周りでのみ延在する請求項３７に記載のシステム。
【請求項５０】
前記トラス付属部材は、前記個々のけたのうちの１つに接着剤によって取り付けられる請求項３７に記載のシステム。
【請求項５１】
風力タービンブレードを製造する方法であって、
第１のリブおよび第２のリブを含む複数のリブであってお互いから長手方向に離隔される複数のリブを位置決めし、
前記リブに隣接した長手方向に延在する第１のけたおよび第２のけたを位置決めし、
前記各第１のけた、前記第１のリブ、または、前記第１のけたおよび前記第１のリブの両方における孔を使用することなく、第１のトラス付属部材を、前記第１のけた、前記第１のリブ、または、前記第１のけたおよび前記第１のリブの両方に接続し、
前記各第２のけた、前記第２のリブ、または、前記第２のけたおよび前記第２のリブの両方における孔を使用することなく、第２のトラス付属部材を、前記第２のけた、前記第２のリブ、または、前記第２のけたおよび前記第２のリブの両方に接続し、前記第１のトラス付属部材と前記第２のトラス付属部材との相互間にトラス部材を接続すること、を含む風力タービンブレードを製造する方法。
【請求項５２】
前記第１のトラス付属部材は、第１の構成要素および第２の構成要素を含み、前記第１のトラス付属部材を接続することは、前記第１の構成要素および前記第２の構成要素を前記第１のけたの周りでクランプ締めすることを含む請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記トラス部材は第１のトラス部材であり、前記第１のトラス付属部材は、第１の構成要素および第２の構成要素を含み、前記第１の構成要素は、第１のフランジを２つ有し、前記第１のフランジのうちの一方は、前記けたから外側に第１の方向に延在し、もう一方は、前記けたから外側に前記第１の方向と異なる第２の方向に延在し、前記第２の構成要素は、第２のフランジを２つ有し、前記第２のフランジのうちの一方は、前記けたから外側に前記第１の方向に延在し、前記第２のフランジのうちのもう一方は、前記けたから外側に前記第２の方向に延在し、
前記第１のトラス付属部材を接続することは、
前記第１の構成要素を、前記第１のけたの第１の円周部分の周りを延在するように配置することと、
前記第２の構成要素を、前記第１のけたの第２の円周部分の周りを延在するように配置することと、
前記第１のフランジのうちの一方を、前記第２のフランジの一方に面するように配置して、第１のフランジの対を形成することと、
前記第１のフランジのうちのもう一方を、前記第２のフランジのうちのもう一方に面するように配置して、第２のフランジの対を形成することと、
前記第１のフランジの対を前記第１のトラス部材のスロットで受けることと、
前記第２のフランジの対を第２のトラス部材のスロットで受けることと、
前記第１の構成要素および前記第２の構成要素を前記けたの周りにクランプ締めすると共に、第１の締結具を前記第１のトラス部材および前記第１のフランジの対を貫通させることによって前記第１のトラス部材を前記第１のトラス付属部材に取り付けることと、
前記第１の構成要素および前記第２の構成要素を前記けたの周りにクランプ締めすると共に、第２の締結具を前記第２のトラス部材および前記第２のフランジの対を貫通させることによって前記第２のトラス部材を前記第１のトラス付属部材に取り付けることと
を含む請求項５１に記載の方法。
【請求項５４】
前記第１のトラス付属部材を接続することは、前記第１のトラス付属部材を前記第１のけたに接続することを含み、前記第２のトラス付属部材を接続することは、前記第２のトラス付属部材を前記第２のけたに接続することを含み、前記方法が前記第１のリブを前記トラス部材に接続することをさらに含む請求項５１に記載の方法。
【請求項５５】
前記第１のリブを前記トラス部材に接続することは、前記第１のリブを前記トラス部材に接着剤で接続することを含む請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記第１のリブは、ウェブおよびフランジを含み、前記第１のリブを前記トラス部材に接続することは、前記第１のリブの前記ウェブを前記トラス部材に接続することを含む請求項５４に記載の方法。
【請求項５７】
前記第１のトラス付属部材を接続することは、前記第１のトラス付属部材を前記第１のけたに接着剤によって結合することを含む請求項５１に記載の方法。
【請求項５８】
前記第１のトラス付属部材および前記第１のけたは、複合材料から形成され、前記第１のトラス付属部材を接続することは、前記第１のトラス付属部材および前記第１のけたをコーキュア成形することを含む請求項５１に記載の方法。
【請求項５９】
略弓形のハブ取り付け要素と、
長手方向軸と、該長手方向軸を横切る翼弦方向軸と、前記翼弦方向軸および前記長手方向軸の両方を横切る厚さ方向軸とを有する空力的外部表面と、
前記ハブ取り付け要素から離隔された位置で互いに対して積み重ねられた複数の層を含む前記長手方向軸に沿って延在するけたであって、該複数の層が前記ハブ取り付け要素において矩形の断面形状から弓形の断面形状まで移行するけたと、
を含む風力タービンブレードを、含む風力タービンシステム。
【請求項６０】
前記層は、前記ハブ取り付け要素から第１の距離の位置にある第１の位置において、前記長手方向軸に位置合わせされた概して単一方向性の繊維を有する第１の数の層と、前記ハブ取り付け部から第２の距離の位置にある第２の位置において、前記長手方向軸と位置合わせされた単一方向性の繊維を有する第２の数の層とを含み、前記第２の距離は前記第１の距離より短く、前記第２の数は前記第１の数より少ない請求項５９に記載のシステム。
【請求項６１】
前記第２の位置で前記長手方向軸に対してゼロではない正の値に方向付けされた、第３の数の層と、前記第２の位置で前記スパン方向軸に対してゼロではない負の値に方向付けされた、第４の数の層とをさらに備える請求項６０に記載のシステム。
【請求項６２】
前記第３の数は前記第２の数とは異なる請求項６１に記載のシステム。
【請求項６３】
前記けたは、３つのけたのうちの１つであり、前記けたは、それぞれ、前記ハブ取り付け要素において矩形の断面形状から弓形の断面形状に移行する、積み重ねられた層を有する請求項５９に記載のシステム。
【請求項６４】
前記ハブ取り付け要素はリングを含む請求項５９に記載のシステム。
【請求項６５】
前記リングは、前記風力タービンブレードをハブに取り付けるように配置されたボルト孔を含む請求項６４に記載のシステム。
【請求項６６】
前記けたは、第１のけたであり、トラス構造の一部分を形成し、前記トラス構造は、第２のけたと、第３のけたと、前記けたを横切るように配置された複数のリブと、前記けたと前記リブとの間で接続された複数のトラス部材とをさらに含む請求項５９に記載のシステム。
【請求項６７】
長手方向軸と、該長手方向軸を横切る翼弦方向軸と、前記翼弦方向軸および前記長手方向軸の両方を横切る厚さ方向軸とを有する空力的外部表面と、
互いに積み重ねられた複数の層を含み前記長手方向軸に沿って延在するけたと、
略弓形のハブ取り付け要素と、
前記ハブ取り付け要素および前記けたの前記層に取り付けられる移行要素であって、前記層が受け入れられる凹部を有し、該移行要素の少なくとも一部分が弓形の断面形状を有する移行要素と、
を含む風力タービンブレードを、含む風力タービンシステム。
【請求項６８】
前記ハブ取り付け要素は、概して円形のリングを含み、前記移行要素は、概して円形の前記リングに取り付けられる請求項６７に記載のシステム。
【請求項６９】
前記移行要素は移行プレートを含み、前記移行プレートは、前記層とのインターフェースにおける略直線状の断面形状と、略円形の前記リングとのインターフェースにおける略弓形の形状とを有する請求項６８に記載のシステム。
【請求項７０】
前記移行要素は、２つの移行プレートのうちの一方であり、前記移行プレートはそれぞれ、前記けたの層が内部で受けられる凹部を有し、前記移行プレートのうちの第１の移行プレートは、第１の層を受け、前記移行プレートのうちの第２の移行プレートは、前記第１の層と異なる第２の層を受け、前記第１の移行プレートは、前記第２の移行プレートから半径方向内側に配置される請求項６７に記載のシステム。
【請求項７１】
前記けたは、前記長手方向軸に沿って延在する複数のけたのうちの１つであり、各けたは、互いに対して積み重ねられた複数の層を含み、前記移行要素は、複数の移行プレートのうちの１つであり、各移行プレートは、前記けたのうちの対応するけたの前記層が内部で受けられる凹部を有する請求項６７に記載のシステム。
【請求項７２】
前記層は複合部材の層である請求項６７に記載のシステム。
【請求項７３】
前記けたは、第１のけたであり、トラス構造の一部分を形成し、前記トラス構造は、第２のけたと、第３のけたと、前記けたを横切るように配置された複数のリブと、前記けたと前記リブとの間で接続された複数のトラス部材とをさらに含む請求項６７に記載のシステム。
【請求項７４】
積み重ねられた複数の層を含み、略矩形の断面形状を有するけたを長手方向に延在するように位置決めし、
前記けたに隣接した弓形のハブ取り付け要素を位置決めし、
前記けたにおける前記略矩形の断面形状と、前記ハブ取り付け要素における弓形の形状との相互間で移行する移行部を介して前記けたを前記ハブ取り付け要素に機械的に取り付けること、
を含む風力タービンブレードを製造する方法。
【請求項７５】
機械式に取り付けることは、前記けたの個々の層が前記ハブ取り付け要素に向かって延在するにつれて、円周の広がりが大きくなり形状が次第に弓形になるように、前記個々の層を形成することを含む請求項７４に記載の方法。
【請求項７６】
前記けたの第１の個々の層が前記ハブ取り付け要素に向かって延在するにつれて、円周の広がりが大きくなり形状が次第に弓形になるように、前記第１の個々の層を選択することと、前記ハブ取り付け要素から間隔をあけたある位置で終端するように第２の個々の層を選択することとをさらに含む請求項７５に記載の方法。
【請求項７７】
前記けたの第１の個々の層が前記ハブ取り付け要素に向かって延在するにつれて、円周の広がりが大きくなり形状が次第に弓形になるように、前記第１の個々の層を選択することと、
前記ハブ取り付け要素から間隔をあけたある位置で終端するように第２の個々の層を選択することと、
前記第２の層の少なくとも一部の層の所定位置に第３の層を追加することであって、前記第１の層は、第１の方向性の方向の繊維を有し、前記第２の層は、第２の方向性の方向の繊維を有し、前記第３の層は、前記第２の方向性の方向とは異なる第３の方向性の方向の繊維を有する、第３の層を追加することと、
をさらに含む請求項７５に記載の方法。
【請求項７８】
前記第２の層の繊維を、前記長手方向に概して平行になるように方向付けすることと、前記第３の層の繊維を、前記長手方向に平行にならないように方向付けすることとをさらに含む請求項７７に記載の方法。
【請求項７９】
前記けたを前記ハブ取り付け要素に機械式に取り付けることは、
移行要素を前記けたと前記ハブ取り付け要素との間に配置することと、
前記けたの層を前記移行要素の対応する凹部で受けることと、
前記受けられた層を前記移行要素に取り付けることと、
前記移行要素の弓形の部分を前記ハブ取り付け要素に取り付けることと
を含む請求項７４に記載の方法。
【請求項８０】
前記移行要素は、第１の移行要素であり、層を受けることは、第１の層を受けることを含み、
前記方法は、
第２の移行要素を前記けたと前記ハブ取り付け要素との間に配置することと、
前記けたの第２の層を前記第２の移行要素の対応する凹部で受けることと、
前記受けられた層を前記第２の移行要素に取り付けることと、
前記第２の移行要素の弓形の部分を前記ハブ取り付け要素に取り付けることであって、前記第２の移行要素は前記第１の移行要素から半径方向外側に配置される、弓形の部分を取り付けることと
をさらに含む請求項７９に記載の方法。
【請求項８１】
前記移行要素は第１の移行要素であり、前記けたは第１のけたであり、
前記方法は、
第２のけたを概して前記長手方向に延在するように配置することであって、前記第２のけたは、積み重ねられた複数の層を含み、概して矩形の断面形状を有する、第２のけたを配置することと、
第２の移行要素を前記第２のけたと前記ハブ取り付け要素との間に配置することと、
前記第２のけたの層を前記第２の移行要素の対応する凹部で受けることと、
前記受けられた層を前記第２の移行要素に取り付けることと、
前記第１の移行要素が前記ハブ取り付け要素に取り付けられる位置とは異なる円周位置で、前記第２の移行要素の弓形の部分を前記ハブ取り付け要素に取り付けることと
をさらに含む請求項７９に記載の方法。
【請求項８２】
前記移行要素は、前記ハブ取り付け要素において弓形の断面形状から前記けたとのインターフェースにおいて概して直線状の断面形状になるまで先細りするプレートを含む請求項７４に記載の方法。
【請求項８３】
前記けたは第１のけたであり、
前記方法は、
第２のけたを、前記第１のけたから間隔をあけて配置することと、
第３のけたを、前記第１のけたおよび前記第２のけたから間隔をあけて配置することと、
複数のリブを、前記けたを横切るように配置することと、
複数のトラス部材を前記けた間および前記リブ間で接続することと
をさらに含む請求項７４に記載の方法。
【請求項８４】
長手方向に延在するスパン方向軸と、前記スパン方向軸を横切って延在する翼弦方向軸と、前記翼弦方向軸および前記スパン方向軸の両方を横切って延在する厚さ方向軸とを有する空力的外部表面と、
前記空力的表面のための内側の支持をもたらす長手方向に延在する複数のけたと、を含み、
前記複数のけたのうちの少なくとも１つは、予備硬化した複合材料の薄層を含み、該予備硬化した複合材料の薄層は、
予備硬化した複数の複合部材層と、
互いに隣接する予備硬化した複合部材層の相互間に挿入された複数の接着剤層と、
を含む風力タービンブレード。
【請求項８５】
前記予備硬化した複合部材層はそれぞれ、予備硬化した繊維強化樹脂製品を含む請求項８４に記載の風力タービンブレード。
【請求項８６】
前記予備硬化した複合部材層はそれぞれ、予備硬化した複合部材の引き抜き成形品を含む請求項８４に記載の風力タービンブレード。
【請求項８７】
前記空力的表面は、エーロフォイル断面を画定し、前記長手方向に延在する複数のけたは、圧力けたと、前記厚さ方向軸に沿って互いから間隔をあけて配置されたサクションスパーと、前記翼弦方向軸に沿って前記圧力けたおよびサクションスパーの両方から間隔をあけて配置された後方けたとを含み、前記圧力けた、前記サクションスパー、および前記後方けたはそれぞれ、予備硬化した複合部材の引き抜き成形品の薄層から構成される請求項８４に記載の風力タービンブレード。
【請求項８８】
長手方向に間隔をあけて配置された複数のリブをさらに備え、前記少なくとも１つのけたは、前記リブに取り付けられる請求項８４に記載の風力タービンブレード。
【請求項８９】
予備硬化した複数の前記複合部材層の周りで円周に沿ってクランプ締めされたストラップをさらに備える請求項８４に記載の風力タービンブレード。
【請求項９０】
長手方向に間隔をあけて配置された複数のリブと、
複数のトラス付属部材であって、前記トラス付属部材はそれぞれ、第１の部品および対応する第２の部品を含み、前記第１の部品はそれぞれ、前記予備硬化した複合部材層の一部分を前記前記第１の部品と前記対応する第２の部品と間で互いにクランプ締めするように、前記対応する第２の部品に取り付けられ、各トラス付属部材の前記第１の部品および前記第２の部品の少なくとも一方は、前記長手方向に間隔をあけて配置されたリブのうちの１つに取り付けられる、複数のトラス付属部材と、
をさらに備える請求項８４に記載の風力タービンブレード。
【請求項９１】
長手方向に延在するスパン方向軸と、前記スパン方向軸を横切る翼弦方向軸と、前記翼弦方向軸および前記スパン方向軸の両方を横切る厚さ方向軸とを有する空力的外部表面と、
長手方向に延在する複数のけたであって、該複数のけたのうちの少なくとも１つが、
被覆された複数の第１の層を有し長手方向に延在する第１のけた部であって、個々の第１の層が、異なる長手方向位置で終端して、複数の第１の突起部および複数の第１の凹部を有する第１の端部分を形成し、前記厚さ方向軸に沿って個々の第１の突起部と個々の第１の凹部とが交互となる第１のけた部と、
被覆された複数の第２の層を有し長手方向に延在する第２のけた部であって、個々の第２の層が、異なる長手方向位置で終端して、複数の第２の突起部および複数の第２の凹部を形成し、前記厚さ方向軸に沿って個々の第２の突起部と個々の第２の凹部とが交互となる第２のけた部と、
を含む複数のけたと、を含み、
個々の第２の突起部は、前記第１のけた部を前記第２のけた部に接続するように、対応する第１の凹部に受け入れられ、個々の第１の突起部は、対応する第２の凹部に受け入れられる風力タービンブレード。
【請求項９２】
単調でなく変化する位置を有する結合線に沿って前記第１のけた部を前記第２のけた部に接続するように、前記個々の第２の突起部は、前記対応する第１の凹部に結合され、前記個々の第１の突起部は、前記対応する第２の凹部に結合される請求項９１に記載の風力タービンブレード。
【請求項９３】
ジグザグの形状を有する結合線に沿って前記第１のけた部を前記第２のけた部に接続するように、前記個々の第２の突起部は、前記対応する第１の凹部に結合され、前記個々の第１の突起部は、前記対応する第２の凹部に結合される請求項９１に記載の風力タービンブレード。
【請求項９４】
前記複数の積層した第１の層は、第１の予備硬化した複合部材層を複数含み、前記複数の積層した第２の層は、第２の予備硬化した複合部材層を複数含む請求項９１に記載の風力タービンブレード。
【請求項９５】
長手方向に間隔をあけて配置された複数のリブをさらに備え、前記少なくとも１つのけたは、前記リブに取り付けられる請求項９１に記載の風力タービンブレード。
【請求項９６】
ウェブをさらに備え、前記少なくとも１つのけたは、前記ウェブに取り付けられる請求項９１に記載の風力タービンブレード。
【請求項９７】
前記第１の層の周りで円周に沿ってクランプ締めされる第１のストラップと、
前記第２の層の周りで円周に沿ってクランプ締めされる第２のストラップと、
をさらに備える請求項９１に記載の風力タービンブレード。
【請求項９８】
長手方向に間隔をあけて配置された複数のリブと、
第１のトラス付属部材であって、前記第１のトラス付属部材は第１の部品および対応する第２の部品を含み、前記第１の部品は、前記第１のけた部の前記個々の第１の層を前記前記第１の部品と前記第２の部品と間にクランプ締めするように、前記第２の部品に取り付けられ、前記第１のトラス付属部材の前記第１の部品および前記第２の部品のうちの少なくとも一方は、前記長手方向に間隔をあけて配置されたリブのうちの第１のリブに取り付けられる、第１のトラス付属部材と、
第２のトラス付属部材であって、前記第２のトラス付属部材は、第３の部品および対応する第４の部品を含み、前記第３の部品は、前記第２のけた部の前記個々の第２の層を前記第３の部品と前記第４の部品との間にクランプ締めするように、前記第４の部品に取り付けられ、前記第２のトラス付属部材の前記第３の部品および前記第４の部品のうちの少なくとも一方は、前記長手方向に間隔をあけて配置されたリブのうちの第２のリブに取り付けられる、第２のトラス付属部材と
をさらに備える請求項９１に記載の風力タービンブレード。
【請求項９９】
長手方向に延在するスパン方向軸と、前記スパン方向軸を横切る翼弦方向軸と、前記翼弦方向軸および前記スパン方向軸の両方を横切る厚さ方向軸とを有する空力的外部表面と、
被覆された複数の第１の層を有し長手方向に延在し、該第１の層が前記翼弦方向軸に沿って複数の第１の突起部および第１の凹部を有する第１のけたの端部分を形成する第１のけた部と、
被覆された複数の第２の層を有し長手方向に延在し、該第２の層が、前記翼弦方向軸に沿って複数の第２の突起部および第２の凹部を有する第２のけたの端部分を形成する第２のけた部と、を含み、
個々の第２の突起部は、前記第１のけたの端部分を前記第２のけたの端部分に接続するように、対応する第１の凹部で受け入れられ、個々の第１の突起部は、対応する第２の凹部で受け入れられる風力タービンブレード。
【請求項１００】
前記第１の層は全て、第１の端部分で終端し、前記第２の層は全て、第２の端部分で終端し、前記第１の端部分は全て、第１の形状を有し、前記第２の端部分は全て、第２の形状を有する請求項９９に記載の風力タービンブレード。
【請求項１０１】
前記第１の層は全て、第１の端部分で終端し、前記第２の層は全て、第２の端部分で終端し、個々の第１の端部分は、前記翼弦方向軸に沿って対応する第１の突起部および前記第１の凹部を画定する、対応する個々の第１の形状を有し、個々の第２の端部分は、前記翼弦方向軸に沿って前記対応する第２の突起部および前記第２の凹部を画定する、個々の第２の形状を有する請求項９９に記載の風力タービンブレード。
【請求項１０２】
前記第１の層は全て、前記翼弦方向軸に沿って第１のジグザグの形状を有する第１の端部分で終端し、前記第２の層は全て、前記第１のジグザグの形状を相互補完する第２のジグザグの形状を前記翼弦方向軸に沿って有する第２の端部分で終端する請求項９９に記載の風力タービンブレード。
【請求項１０３】
薄板用の複数の予備硬化した複合部材料層を加圧するための装置であって、
第１の支持ベースと、
前記第１の支持ベースによって支持される第１の拡張可能な部材と、
前記第１の拡張可能な部材と流体連通している第１の連結部と、を含む第１のツール部と、
第２の支持ベースと、
前記第２の支持ベースによって支持される第２の拡張可能な部材と、
前記第２の拡張可能な部材と流体連通している第２の連結部と、を含む第２のツール部と、を含み、
前記第２の支持ベースは、前記複数の複合部材料層が前記第１の拡張可能な部材と前記第２の拡張可能な部材との間に配置された状態で、前記第１の支持ベースに動作可能に接続されるように構成され、前記第１の連結部および前記第２の連結部は、前記第１の拡張可能な部材および前記第２の拡張可能な部材に流体を移送して、前記拡張可能な部材を拡張し、前記第１の拡張可能な部材と前記第２の拡張可能な部材との間で前記複合部材料層を加圧するように構成される装置。
【請求項１０４】
前記第１のツール部および前記第２のツール部は、前記複合部材料層の周りで、クラムシェル構成で互いに嵌合するように構成される請求項１０３に記載の装置。
【請求項１０５】
前記第１のツール部は、前記第１の支持ベースの対向する側部から外側に延在する第１の側部フランジおよび第２の側部フランジを含み、前記第２のツール部は、前記第２の支持ベースの対向する側部から外側に延在する第３の側部フランジおよび第４の側部フランジを含み、前記第１のツール部は、前記第２のツール部に動作可能に接続され、前記複数の複合材料層が前記第１のツール部と前記第２のツール部との間に配置されるときに、前記第１の側部フランジは、前記第３の側部フランジと重なるように構成され、前記第２の側部フランジは、前記第４の側部フランジと重なるように構成される請求項１０３に記載の装置。
【請求項１０６】
前記第１のツール部は、
前記第１の拡張可能な部材に隣接して配置された少なくとも第３の拡張可能な部材と、
前記連結部から前記第１の拡張可能な部材および第３の拡張可能な部材に延在する第１のマニホルドと、をさらに備え、
前記第２のツール部は、
前記第２の拡張可能な部材に隣接して配置された少なくとも第４の拡張可能な部材と、
前記連結部から前記第２の拡張可能な部材および前記第４の拡張可能な部材に延在する第２のマニホルドと、をさらに備え、
前記第１の連結部は、前記第１の拡張可能な部材および前記第３の拡張可能な部材に前記第１のマニホルドを介して流体を移送して、前記複合材料層の一方の側部に対して前記第１の拡張可能な部材および第３の拡張可能な部材を拡張させるように構成され、前記第２の連結部は、前記第２の拡張可能な部材および前記第４の拡張可能な部材に前記第２のマニホルドを介して流体を移送して、前記複合材料層のもう一方の側部に対して前記第２の拡張可能な部材および前記第４の拡張可能な部材を拡張させるように構成され、前記第１の拡張可能な部材と、前記第２の拡張可能な部材と、前記第３の拡張可能な部材と、前記第４の拡張可能な部材との間で前記複合材料層を加圧する請求項１０３に記載の装置。
【請求項１０７】
樹脂浴の中に繊維を進め、前記繊維を樹脂でぬらし、
前記ぬれた繊維を加熱した型の中に進め、前記樹脂を硬化させ、前記樹脂および前記繊維を細長い複合部材の引き抜き成形品に形作り、
前記細長い複合部材の引き抜き成形品を個々の部品に切断し、複数の引き抜き成形した複合材部品を形成し、
前記複数の引き抜き成形した複合材部品を薄板にし、前記風力タービンブレード構造を形成し、
前記第１の風力タービンブレード構造を第２の風力タービンブレード構造に取り付けて、風力タービンブレードトラス構造の一部分を形成することを含む風力タービンブレードを製造する方法。
【請求項１０８】
前記複数の引き抜き成形した複合材部品を薄板にし、第１の風力タービンブレード構造を形成することは、細長いけたを形成することを含む請求項１０７に記載の方法。
【請求項１０９】
前記風力タービンブレードは、長手方向に延在するスパン方向軸と、前記スパン方向軸を横切る翼弦方向軸と、前記翼弦方向軸および前記スパン方向軸の両方を横切る厚さ方向軸とを有する空力的外部表面を含み、前記引き抜き成形した複数の複合材部品を互いに積層して、第１の風力タービンブレード構造を形成することは、けた部を形成することを含み、前記第１の風力タービンブレード構造を第２の風力タービンブレード構造に取り付けることは、前記けた部を前記スパン方向軸に沿って方向付けすることと、前記けた部を前記翼弦方向軸に沿って延在する複数のリブに固定して取り付けることとを含む請求項１０７に記載の方法。
【請求項１１０】
前記風力タービンブレードは、長手方向に延在するスパン方向軸と、前記スパン方向軸を横切る翼弦方向軸と、前記翼弦方向軸および前記スパン方向軸の両方を横切る厚さ方向軸とを有する空力的外部表面を含み、
前記引き抜き成形した複数の複合材部品を互いに積層して、第１の風力タービンブレード構造を形成することは、第１の引き抜き成形した複数の複合部材層を互いに積層して、前記翼弦方向軸に沿って複数の第１の突起部および第１の凹部を有する第１のけたの端部分を有する第１のけた部を形成することと、第２の引き抜き成形した複数の複合部材層を互いに積層して、前記翼弦方向軸に沿って複数の第２の突起部および第２の凹部を有する第２のけたの端部分を有する第２のけた部を形成することとを含み、
前記第１の風力タービンブレード構造を第２の風力タービンブレード構造に取り付けることは、個々の第１の突起部を対応する第２の凹部に挿入し、個々の第２の突起部を対応する第１の凹部に挿入して、前記第１のけたの端部分を前記第２のけたの端部分に接続することを含む請求項１０７に記載の方法。
【請求項１１１】
長手方向に延在するスパン方向軸と、前記スパン方向軸を横切る翼弦方向軸と、前記翼弦方向軸および前記スパン方向軸の両方を横切る厚さ方向軸とを有する空力的外部表面を備える風力タービンブレードを製造する方法であって、
個々のリブが、前記翼弦方向軸と位置合わせされ、前記スパン方向軸に沿って互いに離隔される複数のタービンブレードのリブを製造アセンブリに位置決めし、
第１の細長い複合材料層を前記スパン方向軸に沿って前記複数のリブを横切るように位置決めし、
接着剤層を前記第１の複合材料層に塗布し、
第２の細長い複合材料層を前記接着剤層上に位置決めし、
前記第１の細長い複合材料層および前記第２の細長い複合材料層を一緒に加圧し、
前記接着剤を硬化させて、前記第２の複合材料層を前記第１の複合材料層に被覆し、前記複数のリブ相互間を前記スパン方向軸に沿って延在するけた部を形成することを含む風力タービンブレードを製造する方法。
【請求項１１２】
第１の細長い複合材料層を、前記複数のリブを横切るように配置することは、第１の予備硬化した複合材料層を、前記リブを横切るように配置することを含み、第２の細長い複合材料層を前記接着剤層上に配置することは、第２の予備硬化した複合材料層を前記接着剤層上に配置することを含む請求項１１１に記載の方法。
【請求項１１３】
第１の細長い複合材料層を、前記複数のリブを横切るように配置することは、第１の引き抜き成形した層を、前記リブを横切るように配置することを含み、第２の細長い複合材料層を前記接着剤層上に配置することは、第２の引き抜き成形した層を前記接着剤層上に配置することを含む請求項１１１に記載の方法。
【請求項１１４】
前記個々のリブはそれぞれ、切欠きを含み、第１の細長い複合材料層を、前記複数のリブを横切るように配置することは、前記第１の細長い複合材料層の一部分を前記各切欠き中に配置することを含む請求項１１１に記載の方法。
【請求項１１５】
前記個々のリブはそれぞれ、切欠きを含み、
前記方法は、
個々の連結部を前記個々の切欠きそれぞれに配置することと、
前記個々の連結部を前記対応するリブに取り付けることと、
前記けた部の対応する部分を前記個々の連結部のそれぞれに取り付けることと
をさらに含む請求項１１１に記載の方法。
【請求項１１６】
複数の追加の細長い複合材料層を、前記第１の細長い層および前記第２の細長い層の上に配置することと、
個々の突起部が前記厚さ方向軸に沿って個々の凹部と交互に配置される前記個々の複合材料層を異なる長手方向位置で終端させて、複数の突起部および凹部を有するけたの端部分を形成することと、
をさらに含む請求項１１１に記載の方法。
【請求項１１７】
前記接着剤を硬化させて、前記第２の複合材料層を前記第１の複合材料層に積層して、けた部を形成することは、個々の突起部が前記翼弦方向軸に沿って個々の凹部と交互に配置される、複数の突起部および凹部を有するけたの端部分を形成することを含む請求項１１１に記載の方法。
【請求項１１８】
前記複数のタービンブレードのリブは、複数の第１のタービンブレードのリブであり、前記接着剤を硬化させて、前記第２の複合材料層を前記第１の複合材料層に積層して、けた部を形成することは、複数の第１の突起部および第１の凹部を有する第１のけたの端部分を有する第１のけた部を形成することを含み、
前記方法は、
複数の第２のタービンブレードのリブを第２の製造アセンブリに配置することであって、個々の第２のリブは、前記翼弦方向軸と位置合わせされ、前記スパン方向軸に沿って互いから間隔をあけて配置される、リブを配置することと、
第３の細長い複合材料層を、前記スパン方向軸に沿って前記複数の第２のリブを横切るように配置することと
第２の接着剤層を前記第３の複合材料層に塗布することと、
第４の細長い複合材料層を前記第２の接着剤層上に配置することと、
前記第３の細長い複合材料層および前記第４の細長い複合材料層を一緒に加圧することと、
前記第２の接着剤層を硬化させて、前記第３の複合材料層を前記第４の複合材料層に積層し、前記複数の第２のリブ間で前記スパン方向軸に沿って延在する第２のけた部を形成し、前記第２のけた部は、複数の第２の突起部および第２の凹部を有する第２のけたの端部を含む、第２のけた部を形成することと、
接着剤を前記第１のけたの端部分および前記第２のけたの端部分に塗布することと、
個々の第１の突起部を対応する個々の第２の凹部に挿入し、個々の第２の突起部を対応する第１の凹部に挿入して、前記第１のけた部を前記第２のけた部に接続することと
をさらに含む請求項１１１に記載の方法。
【請求項１１９】
前記第１の細長い複合材料層および前記第２の細長い複合材料層を一緒に加圧することは、
前記第１の複合材料層および前記第２の複合材料層に個々のタービンブレードのリブの間で複数の加圧装置を着脱可能に接続することと、
前記加圧装置を動作させて、前記第１の複合材料層および前記第２の複合材料層を加圧することと
を含む請求項１１１に記載の方法。
【請求項１２０】
前記第１の細長い複合材料層および前記第２の細長い複合材料層を一緒に加圧することは、
拡張可能な部材を有する第１のツール部を、前記第１の複合材料層および前記第２の複合材料層の一方の面に配置することと、
第２のツール部を、前記第１の複合材料層および前記第２の複合材料層のもう一方の面に配置することと、
前記第１のツール部を前記第２のツール部に接続することと、
前記拡張可能な部材を拡張させて、前記第１の複合材料層および前記第２の複合材料層を一緒に加圧することと
を含む請求項１１１に記載の方法。
【請求項１２１】
前記第１の細長い複合材料層および前記第２の細長い複合材料層を一緒に加圧することは、
拡張可能な部材を有する第１のツール部を、前記第１の複合材料層および前記第２の複合材料層の一方の面に配置することと、
第２のツール部を、前記第１の複合材料層および前記第２の複合材料層のもう一方の面に配置することと、
前記第１のツール部を前記第２のツール部に接続することと、
前記拡張可能な部材を膨張させて、前記第１の複合材料層および前記第２の複合材料層を一緒に加圧することと
を含む請求項１１１に記載の方法。
【請求項１２２】
前記第１の複合材料層および前記第２の複合材料層を一緒に加圧することは、
第１の拡張可能な部材を有する第１のツール部を、前記第１の複合材料層および前記第２の複合材料層の一方の面に配置することと、
第２の拡張可能な部材を有する第２のツール部を、前記第１の複合材料層および前記第２の複合材料層のもう一方の面に配置することと、
前記第１のツール部を前記第２のツール部に接続することと、
前記第１の拡張可能な部材および前記第２の拡張可能な部材を拡張させて、前記第１の複合材料層および前記第２の複合材料層を一緒に加圧することと
を含む請求項１１１に記載の方法。
【請求項１２３】
長手方向に延在するスパン方向軸と、該スパン方向軸を横切る翼弦方向軸と、該翼弦方向軸および前記スパン方向軸の両方を横切る厚さ方向軸とを有する風力タービンブレードを製造する方法であって、
個々の第１の材料層が、異なる長手方向位置で終端して、複数の第１の突起部および第１の凹部を形成し、個々の第１の突起部に個々の第１の凹部が前記厚さ方向軸に沿って差し込まれる、複数の第１の材料層を互いに積層し、長手方向に延在する第１のけた部を形成し、
個々の第２の材料層が、異なる長手方向位置で終端して、複数の第２の突起部および第２の凹部を形成し、個々の第２の突起部に個々の第２の凹部が前記厚さ方向軸に沿って差し込まれる、複数の第２の材料層を互いに積層し、長手方向に延在する第２のけた部を形成し、
前記第１のけた部の前記第１の突起部を前記第２のけた部の対応する第２の凹部と係合し、前記第２のけた部の前記第２の突起部を前記第１のけた部の対応する第１の凹部と係合し、
前記第１の突起部を前記第２の凹部に固定し、前記第２の突起部を前記第１の凹部に固定することを含む風力タービンブレードを製造する方法。
【請求項１２４】
複数の第１の材料層を互いに積層することは、複数の第１の複合材料層を互いに積層することを含み、複数の第２の材料層を互いに積層することは、複数の第２の複合材料を互いに積層することを含む請求項１２３に記載の方法。
【請求項１２５】
複数の第１の材料層を互いに積層することは、複数の第１の予備硬化した複合材料層を互いに積層することを含み、複数の第２の材料層を互いに積層することは、複数の第２の予備硬化した複合材料を互いに積層することを含む請求項１２３に記載の方法。
【請求項１２６】
複数の第１の材料層を互いに積層することは、複数の第１の引き抜き成形した複合材層を互いに積層することを含み、複数の第２の材料層を互いに積層することは、複数の第２の引き抜き成形した複合材料を互いに積層することを含む請求項１２３に記載の方法。
【請求項１２７】
長手方向に延在するスパン方向軸と、該スパン方向軸を横切る翼弦方向軸と、該翼弦方向軸および前記スパン方向軸の両方を横切る厚さ方向軸とを有する風力タービンブレードを製造する方法であって、
第１のけた部が、複数の第１の突起部および第１の凹部を有する第１のけたの端部分を含む、複数の第１の複合材料層を互いに積層し、長手方向に延在する第１のけた部を形成し、
第２のけた部が、複数の第２の突起部および第２の凹部を有する第２のけたの端部分を含む、複数の第２の複合材料層を互いに積層し、長手方向に延在する第２のけた部を形成し、
前記第１のけた部の前記第１の突起部を前記第２のけた部の対応する第２の凹部と係合し、前記第２のけた部の前記第２の突起部を前記第１のけた部の対応する第１の凹部と係合し、
前記第１の突起部を前記第２の凹部で結合し、前記第２の突起部を前記第１の凹部で結合することを含む風力タービンブレードを製造する方法。
【請求項１２８】
複数の第１の複合材料層を互いに積層することは、複数の第１の予備硬化した複合材料層を互いに積層することを含み、複数の第２の複合材料層を互いに積層することは、複数の第２の予備硬化した複合材料層を互いに積層することを含む請求項１２７に記載の方法。
【請求項１２９】
複数の第１の複合材料層を互いに積層することは、複数の第１の引き抜き成形した層を互いに積層することを含み、複数の第２の複合材料層を互いに積層することは、複数の第２の引き抜き成形した層を互いに積層することを含む請求項１２７に記載の方法。
【請求項１３０】
複数の第１の複合材料層を互いに積層することは、個々の第１の凹部が前記翼弦方向軸に沿って差し込まれた個々の第１の突起部を有する第１のけたの端部分を形成することを含み、複数の第２の複合材料層を互いに積層することは、個々の第２の凹部が前記翼弦方向軸に沿って差し込まれた個々の第２の突起部を有する第２のけたの端部分を形成することを含む請求項１２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００８年１２月５日出願の米国特許仮出願第６１／１２０，３３８号明細書、２００９年６月２４日出願の米国特許仮出願第６１／２２０，１８７号明細書、２００９年７月１７日出願の米国特許仮出願第６１／２７１，１７９号明細書に対する優先権を主張するものであり、それらの仮出願はそれぞれ、参照によりその全体が本明細書の一部を構成する。
【０００２】
本開示は、概して、効率が良い風力タービンブレード、セグメント化、および／または、別法のモジュール方式の軽量の風力タービンブレードを含む風力タービンブレードの構造、ならびに、関連したシステムおよび、製造、組み立て、および使用の方法について述べられる。
【背景技術】
【０００３】
化石燃料は不足してきており抽出および加工がより高価になっているので、エネルギー生産者およびユーザは、ますます他の形態のエネルギーに関心をもつようになっている。最近再生可能と考えられるこうしたエネルギーの形態の１つは、風力エネルギーである。風力エネルギーは、典型的には、安定した穏やかな風を受ける傾向がある地理的地域に多くの風力タービンを設置することによって得られる。最近の風力タービンは、典型的には、垂直軸または横方向軸を中心に回転する、風力駆動式の１つ以上のタービンブレードに接続された発電機を含む。
【０００４】
一般に、風力タービンブレードが大きい（例えば、長い）と、短いブレードよりも効率的にエネルギーが生産される。したがって、風力タービンブレード業界ではブレードをできるだけ長くすることが望まれている。しかし、長いブレードはいくつかの課題を生じる。例えば、長いブレードは重く、したがって、慣性が非常に大きく、これは、特に風が弱い状態で、ブレードによるエネルギーの生産効率を下げる可能性がある。さらに、長いブレードは製造するのが難しく、多くの場合に、輸送も難しい。したがって、大型で効率が良い軽量の風力タービンブレード、および、こうしたブレードを輸送し組み立てる適切な方法が依然として必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許仮出願第６１／１８０，８１６号明細書
【特許文献２】米国特許仮出願第６１／１８０，８１２号明細書
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本開示の実施例に従って構成された複数のブレードを有する風力タービンシステムの一部を図式化した等角投影図である。
【図２Ａ】本開示の実施例によるハイブリッドトラス構造／ノントラス構造を有する風力タービンブレードの一部を図式化した側面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示す風力タービンブレードにおける一部分の拡大図である。
【図２Ｃ】本開示の一実施例によるトラス構造を有する風力タービンブレード部分の概略断面図である。
【図２Ｄ】本開示の幾つかの実施例によるトラス構造を有する風力タービンブレード部分の概略断面図である。
【図２Ｅ】本開示の幾つかの実施例によるトラス構造を有する風力タービンブレード部分の概略断面図である。
【図２Ｆ】本開示の幾つかの実施例によるトラス構造を有する風力タービンブレード部分の概略断面図である。
【図３】本開示の実施例によるトラス構造の一部分を形成する３本のけたを有する風力タービンブレードの一部を図式化した等角投影図である。
【図４】本開示の実施例によるノントラス構造を内部に有する風力タービンブレードの一部を図式化した等角投影図である。
【図５Ａ】本開示の実施例に従って構成されたトラス付属部材を有する風力タービンブレードの内部の一部を図式化した等角投影図である。
【図５Ｂ】本開示の実施例に従って構成されたトラス付属部材の拡大等角投影図である。
【図５Ｃ】本開示の実施例に従って構成されたトラス付属部材の拡大等角投影図である。
【図５Ｄ】本開示の実施例に従って構成されたトラス付属部材により、少なくとも部分的に固定されたトラス構造を有する風力タービンブレード内側部分の幾つかの図を示す。
【図５Ｅ】本開示の実施例に従って構成されたトラス付属部材により、少なくとも部分的に固定されたトラス構造を有する風力タービンブレード内側部分の幾つかの図を示す。
【図５Ｆ】本開示の実施例に従って構成されたトラス付属部材により、少なくとも部分的に固定されたトラス構造を有する風力タービンブレード内側部分の幾つかの図を示す。
【図６Ａ】互いにずれた位置で終端し単調でなく変化する結合線を形成する複数の層をそれぞれ備える多層部を有するけたの一部を図式化した側面図である。
【図６Ｂ】本開示の実施例に従ってクランプが層間剥離を防止、即ち、制限するように位置決めされた状態で、図６Ａに示す構造の実施例の図である。
【図６Ｃ】図６Ｂに示されるけたの部分拡大図である。
【図６Ｄ】本開示のさらなる実施例に従って構成された接続部を有するけたの一部を図式化した図である。
【図６Ｅ】本開示のさらなる実施例に従って構成された接続部を有するけたの一部を図式化した図である。
【図６Ｆ】本開示のさらなる実施例に従って構成された接続部を有するけたの一部を図式化した図である。
【図６Ｇ】本開示のさらなる実施例に従って構成された接続部を有するけたの一部を図式化した図である。
【図７Ａ】本開示の実施例に従ってハブ取り付け領域で扇形に広がる複数の層を有するけたの一部を図式化した等角投影図である。
【図７Ｂ】本開示の他の実施例に従ったハブ取り付け領域において扇形の移行プレートに接続されるけたの一部を図式化した等角投影図である。
【図８Ａ】本開示の実施例に従って構成された風力タービンブレード構造のサブアセンブリーの一部を図式化した側面図である。
【図８Ｂ】図８Ａのサブアセンブリーにおけるリブの一部を図式化した拡大端面図である。
【図９Ａ】本開示の実施例に従って構成されたインボードけた部の一部を図式化した一律の縮尺に従わない等角投影図である。
【図９Ｂ】本開示の実施例に従って構成されたミッドボードけた部の一部を図式化した一律の縮尺に従わない等角投影図である。
【図９Ｃ】本開示の実施例に従って構成されたアウトボードけた部の一部を図式化した一律の縮尺に従わない等角投影図である。
【図９Ｄ】図９Ａのインボードけた部の一部を図式化した切り開かれている側面図を含む。
【図９Ｅ】図９Ｂのミッドボードけた部の一部を図式化した切り開かれている側面図を含む。
【図９Ｆ】本開示のいくつかの実施例に従って構成された図９Ａのインボードけた部の隣接端部と図９Ｂのミッドボードけた部の隣接端部との間の接続部の一部を図式化した側面図である。
【図１０Ａ】本開示の実施例によるブレードのけたの製造方法の様々な段階を示すブレードのサブアセンブリーの一部分を示す一部を図式化した一連の側面図である。
【図１０Ｂ】ブレード製造方法の他の段階を示す代表的なリブの一部における拡大端面図である。
【図１０Ｃ】本開示の実施例によるブレードのけたの製造方法の様々な段階を示すブレードのサブアセンブリーの一部分を示す一部を図式化した一連の側面図である。
【図１０Ｄ】本開示の実施例によるブレードのけたの製造方法の様々な段階を示すブレードのサブアセンブリーの一部分を示す一部を図式化した一連の側面図である。
【図１０Ｅ】本開示の実施例によるブレードのけたの製造方法の様々な段階を示すブレードのサブアセンブリーの一部分を示す一部を図式化した一連の側面図である。
【図１１Ａ】本開示の実施例に従って製造されたけたの様々な外観を示す風力タービンブレードの構造の一部における拡大等角投影図である。
【図１１Ｂ】本開示の実施例に従って製造されたけたの様々な外観を示す代表的なリブの端面図である。
【図１１Ｃ】本開示の実施例に従って製造されたけたの様々な外観を示す風力タービンブレード構造の等角投影図である。
【図１２Ａ】本開示の実施例に従って構成された加圧装置の等角投影図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａの加圧装置における部分的に分解した等角投影図である。
【図１３Ａ】図１２Ａおよび図１２Ｂの加圧装置の第１のツール部の対向する端部の拡大等角投影図である。
【図１３Ｂ】図１２Ａおよび図１２Ｂの加圧装置の第１のツール部の対向する端部の拡大等角投影図である。
【図１４Ａ】図１２Ａおよび図１２Ｂの加圧装置の第２のツール部の等角投影図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａの第２のツール部を部分的に分解した等角投影図である。
【図１５】本開示の実施例による接着剤硬化サイクル中に図１２Ａおよび図１２Ｂの加圧装置によって加圧される積層したブレードのけたの拡大断面端面図である。
【図１６】本開示の他の実施例に従った風力タービンブレードのけたの製造方法において、様々な段階を示す、レイアップツール（ｌａｙ−ｕｐ  ｔｏｏｌ）の一部を図式化した等角投影図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本開示は、概して、効率が良い風力タービンブレード、風力タービンブレード用けたおよび他の構造、ならびに、関連したシステムおよび製造方法、組立方法、および使用方法について述べられる。よく知られており、しばしば風力タービンブレードに関連した構造および／または方法のいくつかの詳細を述べることは、本開示の様々な実施例の説明をいたずらに不明瞭にすることを避けるために以下の説明になされていない。さらに、以下の開示はいくつかの実施例を説明しているが、いくつかの他の実施例は、この欄に記載されたものとは異なる構成、即ち、異なる構成要素を有することができる。特に、他の実施例は、付加的な要素を有するものでもよく、あるいは、図１〜図１６を参照しながら以下に説明される１つ以上の要素を欠くものであってもよい。図１〜図１６では、多くの要素は、明確さ、および／または、説明のために一律の縮尺に従わずに描かれている。
【０００８】
図１は、本開示の実施例に従って構成されたブレード１１０を有する風力タービン１０３を含むシステム１００全体の一部を図式化した等角投影図である。風力タービン１０３は、タワー１０１（図１に示される部分）と、タワー１０１の上部で支持された筐体、即ち、ナセル１０２と、筐体１０２内に位置付けられた発電機１０４と、を含む。発電機１０４は、筐体１０２の外側に突出しているハブ１０５を有するシャフト、即ち、スピンドルに接続されている。ブレード１１０は、それぞれ、ブレード１１０がハブ１０５に接続されるハブ取り付け部１１２と、ハブ１０５から半径方向、即ち、長手方向外向きに位置付けられた先端部１２１とを含む。図１に示される実施例では、風力タービン１０３は、横方向に向いたシャフトに接続されている３本のブレードを含む。したがって、各ブレード１１０は、重力の影響が各位置によって異なるので１２：００、３：００、６：００、および９：００の位置相互間を回転するとき、周期的に変化する負荷を受ける。他の実施例では、風力タービン１０３は、横方向に向いたシャフトに接続される異なった数のブレードを含むことができ、または、風力タービン１０３は、垂直方向もしくは他の方向に向いたシャフトを有することができる。これらのどの実施例でも、ブレード１１０は、図２Ａ〜図１６を参照しながらさらに以下で詳細に説明される構成に従って構成される構造を有することができる。
【０００９】
図２Ａは、図１に示される複数のブレード１１０のうちの１本のブレード１１０の一部を、部分的に切り開いて図式化した図である。ブレード１１０は、ハブ取り付け部１１２を含む内側領域１１３から先端部１２１を含む外側領域１１４まで半径方向、即ち、長手方向外方に延在する。ハブ取り付け部１１２は、１つ以上のハブ取り付け要素、例えば、ボルト孔を有するリング、１つ以上のベアリング、留め具、および／または、他の要素を含むことができる。ブレード１１０の内部構造は、外側領域１１４とは異なる内側領域１１３とすることができる。例えば、内側領域１１３は、長手方向、即ち、半径方向に延在する複数の梁、即ち、けた１７０と、翼弦方向に延在する複数のリブ１４２と、けた１７０、および、リブ１４２の間で接続された複数のトラス部材１４３で作られるトラス構造１４０を含むことができる。トラス構造１４０は、動作中、風に対し平滑面、空力的表面を向ける外板１１５（図２Ａでは、大部分が取り外されている）によって取り囲まれ得る。外側領域１１４は、図４を参照しながら以下でさらに詳細に説明されるノントラス構造を含むことができる。本明細書で用いるように、用語「トラス構造」とは、閉じた形状、即ち、構成単位（例えば、三角形単位体）を形成する複数のほぼまっすぐな、細長い部材を含む荷重を支える構造を広く意味する。用語「ノントラス構造（ｎｏｎ−ｔｒｕｓｓ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）」とは、閉じた形状の単位体を形成する複数のまっすぐな、細長い部材に依拠しない、または、概ね依拠しない構成を有する荷重を支える構造を広く意味する。そのような構造は、例えば、張り殻および半張り殻構造を含み得る。したがって、内側領域１１３の外板１１５は、概して荷重を支えない構造であり、外側領域１１４の外板１１５は、荷重を支える構造である。
【００１０】
図２Ａに示される実施例の特有の特徴では、ブレード１１０は、第１のセグメント１１６ａ、第２のセグメント１１６ｂ、および、第３のセグメント１１６ｃとして示される３つのセグメント１１６を含む。第１のセグメント１１６ａおよび第２のセグメント１１６ｂは、それぞれ、上述したトラス構造１４０を有することができ、第３のセグメント１１６ｃは、ノントラス構造を有することができる。したがって、ブレード１１０は、その翼長における内側の３分の２がトラス構造を、外側３分の１がノントラス構造を有することができる。他の実施例では、これらの値は、例えば、ブレード１１０のサイズ、形状、および／または、他の特徴次第であり、異なる値にすることができる。例えば、一実施例では、トラス構造１４０は、ブレード１１０の翼長、即ち、ブレードの長さの大部分にわたって外方に延在するが、その長さの３分の２未満または３分の２を超える量だけ延在する。複数のセグメント１１６は、個別に製造され、それから、製造工場または最終使用者の設置現場で互いに接続され得る。例えば、複数のセグメント１１６は、それぞれ、５３フィートに収まる大きさとされ、または、他の適当な大きさの輸送用コンテナに合うように、設定され得る。他の実施例では、１つ以上のセグメント（例えば、第１のセグメント１１６ａおよび第２のセグメント１１６ｂ）全体が、設置現場で組み立て可能とされる。
【００１１】
さらなる実施例では、ブレード１１０は、それ以外の個数のセグメント１１６（例えば、２つ以上のセグメント）を含むことができる。これらのどの実施例でも、個々のセグメント１１６は、複数のリブ１４２と、複数のトラス部材１４３と、セグメント１１６の長さにわたって延在する複数のけた１７０の一部分とを含むことができる。セグメント１１６は、例えば、図６Ａ〜図６Ｃおよび図８Ａ〜図１６を参照しながら後述するように、隣接するけたの一部を連結することによって互いに連結することができる。例えば、第１のセグメント１１６ａは、第２のセグメント１１６ｂにおける対応する第２のけたセグメントに連結される１つ以上の第１のけたセグメントを含むことができる。その結果としての連結されたけたは、相当する全体として滑らかな連続的な長手方向の軸線に沿って延在することができる。いずれのこれらの実施例でも、外板１１５は、隣接するセグメント１１６相互間の境界で接続部を形成して、または形成せずに、トラス構造１４０に重ね合わされ得る。例えば、けたの部分が、隣接した２つのリブ１４２相互間の位置で連結され得る。外板１１５の比較的小さなパネルが、けた接続部および近接した２つのリブ１４２に重ね合わされる。隣接したリブ１４２は、一実施例では約１メートルだけ離隔され、他の実施例ではそれと異なる値だけ離隔されてもよい。外板１１５のより大型のパネルが、小型のパネルのインボードおよびアウトボードに重ねられ得る。他の実施例においては、外板１１５は、スパン方向に関して接続部を有することなく、連続的な要素として重ね合わされ得る。いずれのこれらの実施例においても、外板１１５が、リブ１４２のみに、またはリブ１４２およびけた１７０に（例えば、接着剤接合、または、超音波接合）取り付け可能とされる。いずれのこれらの実施例においても、トラス構造１４０は、ブレード１１０中のせん断荷重および曲げ荷重を支える主要な構造として働くことができる。
【００１２】
図２Ｂは、ブレード１１０の内部構造がトラス構造１４０である位置で切り取られ、図２Ａに示されるブレード１１０の一部分の一部を図式化した等角投影図である。したがって、トラス構造１４０は、間隔をあけて配置されたリブ１４２に取り付けられた複数（４つのけたが図２Ｂに示される）のけた１７０を含むことができる。トラス部材１４３は、例えば、図５Ａ〜図５Ｆを参照しながら後述される技術を用いて隣接するけた１７０相互間に接続され得る。
【００１３】
図２Ｃ〜図２Ｆは、様々な実施例に従って構成されたトラス構成を有するブレード１１０を図式化した断面図である。図２Ｃは、４つのけた１７０が概して矩形の配置で位置付けられたブレード１１０を示す。図２Ｄは、６本のけた１７０を有するブレード１１０を示す。それらのけた１７０は、概して矩形の配置に位置付けられた４本のけた１７０と、一方が概して矩形の配置の前方に位置付けられ、もう一方が概して矩形の配置の後方に位置付けられている付加的な２本のけた１７０と、を含む。図２Ｅは、概してダイヤモンド形の配置に位置付けられた４本のけた１７０を有するブレード１１０を示し、図２Ｆは、三角形の配置に位置付けられた３本のけた１７０を有するブレード１１０を示す。他の実施例では、ブレード１１０は、異なった配置を有するけた１７０を含むことができる。
【００１４】
図３は、図２Ｆに示される図と概ね類似し、けた１７０の三角形の構成を含むトラス構造１４０を有するブレード１１０の内部部分の等角投影図である。ブレード１１０は、長手方向、半径方向、即ち、スパン方向軸Ｓに沿ったスパン方向に延在し、横の翼弦方向軸Ｃに沿って前方および後方に延在する。したがって、ブレード１１０は、前縁１１７ａを有する前方の前縁領域１１７と、後縁１１８ａを有する後方の後縁領域１１８とを有することができる。ブレード１１０の厚さは、スパン方向軸Ｓおよび翼弦方向軸Ｃの両方に対して横切る厚さ方向軸Ｔに関して測定可能とされる。
【００１５】
図３に示される特有の実施例において、ブレード１１０は、両方とも、前縁領域１１７に、および／または、前縁１１７ａの方向に位置付けられ、厚さ方向軸Ｔに沿って互いに離隔された第１のけた１７０ａおよび第２のけた１７０ｂを含む３つのけた１７０を含むことができる。ブレード１１０は、さらに、後縁領域１１８、および／または、後縁１１８ａの方向に位置付けられ、第１のけた１７０ａおよび第２のけた１７０ｂの両方から翼弦方向軸Ｃに沿って離隔される第３のけた１７０ｃを含むことができるけた１７０ａ〜１７０ｃは、それぞれ、スパン方向軸Ｓに沿って順に互いに離隔された複数のリブ１４２（それらのうちの１つを図３で見ることができる）に取り付けられている。けた１７０ａ〜１７０ｃは、それぞれ、概して矩形の断面を有することができる。前方のけた１７０ａ、１７０は、厚さ寸法より大きい翼弦方向の寸法を有することができ、後方のけた１７０ｃは、翼弦方向の寸法より大きい厚さ寸法を有することができる。第３のけた１７０ｃは、ブレード１１０の厚さ寸法の大部分にわたって延在することができ、特有の実施例では、厚さの寸法の全体、またはほぼ全体にわたって延在することができる。例えば、第３のけた１７０ｃは、リブ１４２における厚さ方向の寸法とほぼ同一である厚さ方向の寸法を有することができる。
【００１６】
図３に示される構成の特徴のうちの１つは、単一のけた（第３のけた１７０ｃ）を後縁領域１１８に含むことが可能なことである。例えば、トラス構造１４０は、それらのけた１７０のうちの１つだけが後縁領域１１８にある状態で所定の長手方向の任意の位置に、長手方向に延在するけた１７０を３つだけ含むことが可能である。こうした構成により、第３のけた１７０ｃが、けたを４つ含むいくつかの構成（例えば、図２Ｂ〜図２Ｃに示される構成）よりも第１のけた１７０ａおよび第２のけた１７０ｂから翼弦方向により大きく離れた距離に位置付け可能とされる。第３のけた１７０ｃを第１のけた１７０ａおよび第２のけた１７０ｂからさらに離れる方向に間隔をあけることによって、翼弦方向Ｃにおいて大きい荷重に対処するトラス構造１４０の能力が、強化される。複数のブレードが図１を参照しながら上述した３：００の位置および９：００の位置にある場合、そのようなブレードが翼弦方向Ｃに大きい重力荷重を受けるので、これが、横方向の軸に取付けられる風力タービンブレードについて特に重要となる場合がある。したがって、この構成は、より軽く、および／または、少なくともけたを４つ有するいくつかの構成よりも翼弦方向Ｃにおいて大きい負荷により良く耐えることができることが考えられる。同時に、この構成は、より簡単であり、より軽く、および／または、けたを５以上含む構成、例えば、図２Ｄを参照しながら上述した構成よりも安価であることが考えられる。
【００１７】
上述した構造的な内部構成要素は、適切な複合材料、および／または、非混合式材料から製造可能とされる。例えば、けた１７０は、単一方向性のガラス繊維、炭素繊維、および／または、碁盤の形の適切な熱硬化性物質の他の繊維、および／または熱可塑性樹脂を含むそれぞれの層の層状組織で作られ得る。それらの繊維は、図６Ａ〜図７Ａを参照しながらさらに後述するように、ブレード１１０の全長にわたってスパン方向の軸Ｓに略平行に配置可能とされ、特定の位置では異なる方向を有することができる。他の実施例では、複合部材のけたも、インフュージョン（ｉｎｆｕｓｉｏｎ）、プレプレグ、引抜成形、またはプレス成形によって製造可能とされる。またさらなる実施例においては、複数のけた１７０は、機械加工合金、鍛造合金、または鋳造合金、金属積層体、サンドイッチ構造、ならびに、金属／複合部材の合成物（例えば、メタルコア（ｍｅｔａｌｌｉｃ  ｃｏｒｅ）、例えば、ハニカムコア（ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ  ｃｏｒｅ）を有する複合部材の表面板）などを含む金属材料から作ることができる。複数のトラス部材１４３は、アルミニウム（例えば、２０２４−Ｔ６アルミニウム）、または、他の適切な金属、複合部材、または他の物質から作ることができる。複数のリブ１４２は、ガラス繊維およびフォームまたはバルサ材の複合部材、例えば、ガラス繊維の面板相互間に挟まれたバルサコアから作ることができる。他の実施例では、リブ１４２は、フォームまたはバルサコアなしでガラス繊維のみから作られても良い。または、リブ１４２は、他の技術、および／または、構成要素により作られても良い。例えば、リブ１４２は、波形構造またはビード構造を有することができる。リブ１４２は、単一のパネル、または、２つのパネルの間にコアがない構造の状態で、間隔をあけて配置された２つのパネルから作ることができる。また、リブ１４２は、金属、ガラス繊維、炭素繊維のような複合材料、および／または、碁盤の形の熱硬化性樹脂、および／または、熱可塑性物質の他の繊維、および／または、（非補強の）プラスチック材（例えば、繊維なしの樹脂）で製造可能とされる。例えば、複合部材のリブは、ウェットラミネーション、インフュージョン、プレプレグ、スプレイチョップトファイバー（ｓｐｒａｙｅｄ  ｃｈｏｐｐｅｄ  ｆｉｂｅｒ）、プレス成型、真空成形、および／または、他の適切な量産技術によって作製可能とされる。
【００１８】
図４は、図２Ａを参照しながら上述した外側領域１１４に配される風力タービンブレード１１０の一部を図式化した図である。この実施例において、外側領域１１４における風力タービンブレード１１０の内部構造は、トラス構造ではない。その代わりに、例えば、その構造は、厚さ方向の軸Ｔに略平行に向けられ、スパン方向の軸Ｓに沿って延在する比較的薄いウェブ１１９を含むことができる。ウェブ１１９は、翼弦方向Ｃに延在するフランジ１２０に接続され、即ち、それと一体形成され得る。スパン方向に延在するけた４７０ａ、４７０ｂは、各フランジ１２０に取り付けられ、そしてまた、外板１１５、、図４Ａに示されているその一部分に接続されている。一実施例では、その構造は、後縁領域１１８に位置決めされ、間隔をあけて配置された複数のリブ１４２を含むことができる。他の実施例においては、そのようなリブ１４２もまた、前縁領域１１７に広がることができる。外板１１５は、ガラス繊維−バルサ材−ガラス繊維サンドイッチ、または、ガラス繊維−フォーム−ガラス繊維サンドイッチから作ることができる。他の実施例では、外板１１５は、ウェットラミネーション、インフュージョン、プレプレグ、スプレイチョップトファイバー（ｓｐｒａｙｅｄ  ｃｈｏｐｐｅｄ  ｆｉｂｅｒ）、プレス成型、真空成形、および／または、他の適切な量産技術によって作製可能とされる複合材料で作ることができる。外板１１５は、図４に示される外側領域１１４および図３に示される内側領域１１３の両方において同一の構造を有することができる。複数のリブ１４２は、同様の構造を有することができる。ウェブ１１９および複数のフランジ１２０は、ガラス繊維、例えば、単一方向性のガラス繊維から作られ得る。他の実施例では、前述の構成要素のいずれも、他の適切な物質から作られ得る。限定されるわけではないが、図６Ａ〜図６Ｃおよび図８Ａ〜図１６を参照しながら後述する技術を含む様々な技術を用いて、外側領域１１４に配されるけた４７０ａ、４７０ｂは、内側領域１１３（図２Ａ）において対応するけたに結合可能とされる。これらのいずれの実施例においても、外側領域１１４に配されるけた４７０ａ、４７０ｂは、内側領域１１３における対応するけたと同様に概して滑らかな連続的な長手方向軸線に沿って延在し、負荷を外側領域１１４から内側領域１１３まで効率的に伝達することができる。
【００１９】
図２Ａ〜図４を参照しながら上述した構成のうちの特徴の１つは、ブレード１１０がトラス内部構造およびノントラス内部構造の両方を含むことが可能である点にある。この構成の利点は、その構成がトラス構造のみ、または、ノントラス構造のみを含む設計よりも構造的により効率的であり得る点にある。例えば、トラス構造は、曲げ荷重が先端部１１１の近くよりも大きく、ブレード１１０が比較的厚い内側領域１１３（例えば、ハブの近く）で使用可能とされる。外側領域１１４では、ノントラス構造は、ブレード１１０のこうした比較的薄い部分に組み込み易いだろう。また、この領域のノントラス構造は、トラス部材によって形成される閉じた形状のアスペクト比が大きくなる場合、効率を悪くする傾向があるトラス構造よりも構造的に効率が良いことが考えられる。
【００２０】
図５Ａは、本開示の特有の実施例に従って構成された代表的なトラス構造１４０の一部を図式化した等角投影図である。この実施例においては、トラス構造１４０は、第１のけた１７０ａ、第２のけた１７０ｂ、および第３のけた１７０ｃで識別される３つのけた１７０を含む。他の実施例では、トラス構造１４０は、異なる員数、および／または、配置のけた１７０を有してもよい。これらのいずれの実施例でも、トラス構造１４０は、けた１７０に加えて複数のトラス部材１４３およびリブ１４２を含むことができる。トラス付属部材１５０は、トラス部材１４３をけた１７０に接続することができる。例えば、トラス部材１４３は、トラス付属部材１５０によって支持された第２のアタッチメントフィーチャ１５１ｂ（例えば、対応する第２の取付孔）と同心とされる第１のアタッチメントフィーチャ１５１ａ（例えば、第１の取付孔）を含むことができる。２つのアタッチメントフィーチャ１５１ａ、１５１ｂが対応する孔を含む場合、それらは、付加的な留め部材１５７、例えば、リベットまたはねじ部品によって接続可能とされる。他の実施例では、例えば、一方のフィーチャが伸びたピンを含み、もう一方のフィーチャが対応する孔を含む場合、アタッチメントフィーチャ１５１ａ、１５１ｂは、直接お互いに接続され得る。
【００２１】
図５Ｂは、図５Ａを参照しながら上述したトラス構造１４０の代表的な部分を示す。図５Ｂに示されるように、代表的なトラス付属部材１５０は、複数のトラス部材１４３を受け止めそれらを取り付けるように第２のけた１７０ｂに沿って位置付けられている。トラス部材１４３は、それぞれ、トラス付属部材１５０のフランジ形のトラス取り付け部１５４を受け入れるスロット１４５を含むことができる。この実施例においては、アタッチメントフィーチャ１５１ａ、１５１ｂは、図５Ａを参照しながら上述した留め部材１５７と接続される対応する孔１５８ａ、１５８ｂを含む。
【００２２】
図５Ｃは、図５Ａ〜図５Ｂに示されるトラス付属部材１５０のうちの１つの拡大等角投影図である。この実施例においては、トラス付属部材１５０は、けた取り付け部１５２と（例えば、対応するけた１７０がその中に位置決めされるチャネル１５３を有する）、１つ以上のトラス取り付け部１５４（２つが図５Ｂに示される）とを含む。トラス取り付け部１５４は、第２のアタッチメントフィーチャ１５１ｂ（例えば、取付孔１５８ｂ）が位置付けられている平坦なフランジタイプの形状を有することができる。図５Ｂに示される特有の実施例では、トラス付属部材１５０は、相補形の２つの構成要素、すなわち、部品、第１の構成要素、即ち部品１５６ａおよび第２の構成要素、即ち、部品１５６ｂから作られる。第１の部品１５６ａは、２つの第１のフランジ部分１５５ａを含み、第２の部品１５６ｂは、２つの第２のフランジ部分１５５ｂを含む。２つの部品１５６ａ、１５６ｂが重ねて配置される場合、第１のフランジ部分１５５ａが対応する第２のフランジ部分１５５ｂと接続し、それぞれ複数のトラス取り付け部１５４のうちの一つを形成する２つのフランジ対を形成する。したがって、第１のフランジ部分１５５ａは、それぞれ、対応する第２のフランジ部分と面接触することができる。第１の部分１５５ａおよび第２の部分１５５ｂは、対応する留め具を受けるように構成された同心となる取付孔を有することができる。また、それらの２つの部品１５６ａ、１５６ｂは、チャネル１５３を形成する。この実施例における特有の特徴においては、第１の部品１５６ａおよび第２の部品１５６ｂは、重ねて配置される場合、結果としてのチャネル１５３がその周りに配置されるけたの断面積よりもわずかに小さくなるような大きさの寸法とされる。したがって、２つの部品１５６ａ、１５６ｂが互いに押し付けられる場合、トラス付属部材１５０は、対応するけたの周りで締め付け可能とされ、したがって、トラス付属部材１５０が所定位置に固定される。例えば、第２のアタッチメントフィーチャ１５１ｂが取付孔を含む場合、製造者は、締結具１５７を取付孔に貫通させ、トラス付属部材１５０を対応するトラス部材１４３（図５Ａ）に取り付けることと、トラス付属部材１５０を対応するけた１７０（図５Ａ）の周りに留めることもできる。
【００２３】
他の実施例においては、異なる技術を用いてトラス付属部材１５０が、形成可能とされる。例えば、トラス付属部材１５０は、押し出し成形、成形、鋳造、または、機械加工可能とされる。これらのいずれの実施例でも、トラス付属部材１５０は、軽量の材料、例えば、アルミニウムもしくは鋼鉄などの金属、または、適切な複合部材から作ることができる。他の実施例においては、トラス付属部材１５０は、簡単にアタッチメントフィーチャ１５１ｂに対応する他の材料から作ることができる。トラス付属部材１５０は、上述の締付技術、および／または、それらに限定されないが、接着またはコーキュア法（ｃｏ−ｃｕｒｉｎｇ）などの他の技術を用いて、対応するけたに固定可能とされる。
【００２４】
トラス付属部材１５０は、他の実施例において他の形状、および／または、構成を有するものでもよい。例えば、けた取り付け部１５２は、対応するけた１７０の全周にわたって延在している必要はなく、その代わりに、けた１７０の一部分だけに沿って延在してもよい。トラス付属部材１５０とけた１７０との間の接着部が十分な強度をもたらすいくつかの実施例では、トラス付属部材１５０は、けた１７０と比較的小さい接触面しか有しない。トラス付属部材は、異なる数のトラス取り付け部１５４、例えば、１つのみのトラス取り付け部１５４を、または、３つ以上のトラス取り付け部１５４を含むことができる。
【００２５】
さらなる実施例においては、トラス付属部材１５０が、他の物質から作ることができる。例えば、トラス付属部材１５０は、複合材料から作られても良い。特有の一例では、トラス付属部材１５０は、ストランド（例えば、複数のストランドを撚ったもの）をけた１７０の回りに巻きつけ、１つまたは複数のフランジを形成するように、複数のストランド（または、複数のストランドを撚ったもの）の端部を重なり合わせることによって形成される。それらのストランドは、接着剤で、またはコーキュア成形法によってけた１７０に取り付けられる。トラス付属部材１５０に取り付けられた対応するトラス部材１４３は、フランジを受け入れ、そのフランジに接着剤で固定されるスロット１４５を有することができる。
【００２６】
図５Ａ〜図５Ｃを参照しながら上述したトラス付属部材１５０の実施例の特徴のうちの１つは、けた１７０と、対応するトラス部材１４３との間の取り付けをもたらすためにけた１７０に孔を必要としない点にある。その代わりに、トラス付属部材１５０が、けた１７０に締め付け可能とされ、または、別の方法で固定可能とされ、それらの複数の孔がけた１７０ではなくトラス付属部材１５０に配置可能とされる。この構成は、けた１７０が複合材料を含む場合、そのような物質に取付孔を形成することが典型的にはより難しく、および／または、そのような孔が、割れ目を拡大させ始め、および／または、けた１７０内に応力集中を引き起こす場合があるので特に有益なことがある。
【００２７】
図５Ｄ〜図５Ｆは、図５Ａを参照しながら上述したトラス構造１４０の他の図を示す。図５Ｄは、代表的なリブ１４２を示す、トラス構造１４０の一部分の側面図である。リブ１４２は、ウェブ１４６と、そのウェブ１４６の周りに広がるフランジ１４７とを含む。ウェブ１４６は、対応するけた１７０ａ〜１７０ｃを収容する１つ以上の切欠き１４８（図５Ｄには３つが示されている）を含むことができる。図５Ｄに示される特有の実施例では、第３のけた１７０ｃを収容する切欠き１４８は、リブ１４２の厚い部分を完全に通過することができる。その結果、リブ１４２の後縁部分１４１は、リブ１４２のウェブ１４６の残部からとぎれている。したがって、リブ１４２のフランジ１４７が、リブ１４２の後縁部分１４１をリブ１４２の残部に固定することができる。
【００２８】
図５Ｅは、前縁領域１１７の前方かつ上方の位置からのトラス構造１４０の図であり、図５Ｆは、後縁領域１１８の上方の位置からのトラス構造１４０の図である。図５Ｅおよび図５Ｆの両方に示されるように、トラス部材は、複数の第１のトラス部材１４３ａおよび第２のトラス部材１４３ｂを含むことができる。第１のトラス部材１４３ａは、対応するリブ１４２のウェブ１４６に隣接して位置付け可能とされ、特に、接着剤または他の接合技術によってウェブ１４６に接続可能とされる。したがって、第１のトラス部材１４３ａは、トラス付属部材１５０との結合で、リブ１４２をけた１７０ａ〜１７０ｃに固定することができる。複数の第２のトラス部材１４３ｂは、近接した複数のリブ１４２相互間、および／または、複数のけた１７０相互間で横方向に（例えば、対角線状に）延在し、トラス構造１４０の総合的な強度および剛性を高めることができる。
【００２９】
図６Ａは、けた１７０の２つの部分１７１の相互間の接続部の一部を図式化した側面図である。それらの２つの部分は、第１の部分１７１ａおよび第２の部分１７１ｂを含むことができる。その接続部は、単調でなく変化する（例えば、ジグザグ形）結合線１７６に沿って形成され得る。そのような結合線１７６が、直線または対角線の結合線よりも第１の部分１７１ａと第２の部分１７１ｂとの間のより強い結合を作ると見込まれている。第１の部分１７１ａおよび第２の部分１７１ｂは、それぞれ、図２Ａを参照し上述したように、けた１７０全体のうちの近接した異なるセグメントの一部分を形成し得る。例えば、第１の部分１７１ａは、図２Ａに示される第１のセグメント１１６ａの一部分とすることができ、第２の部分１７１ｂは、第２のセグメント１１６ｂの一部分とすることができる。
【００３０】
第１の部分１７１ａは、複数の重ねて薄層で覆われた第１の層１７２ａを含むことができ、第２の部分１７１ｂは、複数の重ねて薄層で覆われた第２の層１７２ｂを含むことができる。特有の実施例においては、複数の層１７２ａ、１７２ｂは、単一方向性の繊維材料（例えば、ガラス繊維または炭素繊維）、および、対応する樹脂から作ることができる。それらの層１７２ａ、１７２ｂは、それぞれ、単板の層または複数枚の板の層（例えば、６枚の板の層）から作ることができる。それらの層１７２ａ、１７２ｂは、プレプレグ材の複数の層、手積み成形による層、引き抜き成形による層であってもよく、または、他の技術、例えば、バキュームアシストトランスファー成形技術を用いて作られてもよい。第１の層１７２ａは、第１の終端部１７３ａで終端し、第２の層１７２ｂは、第２の終端部１７３ｂで終端する。厚さ方向軸線Ｔに沿って異なる位置に配置され隣接した終端部１７３ａ、１７３ｂは、お互いに対してずれ、ジグザグ形の結合線１７６を作ることができる。この構成が、突起部１７４と、その突起部１７４が嵌合する対応する凹部１７５とを作る。この実施例の特有の特徴では、各層は、結合線１７６が方向を変えるときを除いて、その隣に対しずれる終端部を有している。そのような先端部では、隣接する２つの層は、同じ位置で終端し、互いに結合され、単一の層が増大したストレスレベルを受けることを防止することができる。
【００３１】
代表的な製造工程中に、２つの部分１７１ａ、１７１ｂが互いに離れて位置付けられながら、第１の層１７２ａは、それぞれ、各第２の層１７２ｂと同様に、積み重ねられ、結合され、硬化される。層１７２、１７２ｂは、積み重ねられる場合、それらが凹部１７５および突起部１７４を形成するように、積み重ねられる前に予め切断されている。２つの部分１７１ａ、１７１ｂが硬化した後、凹部１７５、および／または、突起部１７４は、被覆され、および／または、接着剤で充填され得る。それから、２つの部分１７１ａ、１７１ｂは、各部分の突起部１７４が他方の対応する凹部１７５に受け入れられるように互いに向かって動かされる。それから、接続領域が、接着され硬化され得る。
【００３２】
図６Ｂは、図６Ａを参照しながら上述したものと概ね類似した結合線１７６を有するけた１７０の図である。図６Ｂにも示されるように、けた１７０は、１つ以上の留め具、即ち、結合線１７６に、または、その近傍に位置付けられるストラップ１７７を含むことができる。留め具１７７は、複合部材のけた１７０のいずれかの層の相互間で生じる可能性がある層間剥離を防止、即ち、やめさせるように位置付けられ得る。例えば、図６Ｃに示されるように、層間剥離１７８の可能性をひめたことが２つの層１７２ａの相互間で始まる場合、留め具１７７によって与えられる圧縮力が、層間剥離１７８がスパン方向にさらに広げることを防止することができる。留め具１７７は、層間剥離の潜在的危険度が高いことが予想される位置に、例えば、図６Ｂに示される最も外側の層１７２ａ、１７２ｂの終端部１７３に、またはその近傍に配置することができる。他の実施例では、クランプ１７７によってもたらされる働きは、他の構造でもたらされてもよい。例えば、上述のトラス付属部材１５０は、トラス部材のための取り付け位置をもたらすことに加えてこの働きを果たすことができる。
【００３３】
図６Ｄ〜図６Ｇは、それぞれ、本開示の他の実施例による隣接するけた部６７１相互間に形成することができる様々な接続部を示すけた６７０ａ〜６７０ｄにおける一連の一部を図式化した側面図である。けた６７０は、詳細に上述したけた１７０と構造および機能のついて少なくとも概ね類似し得る。例えば、図６Ｄに示されるように、けた６７０ａは、重ねて薄層で覆われた第１の層６７２ａを複数有する第１の部分６７１ａと、重ねて薄層で覆われた第２の層６７２ｂを複数有する第２の部分６７１ｂとを含むことができる。さらに、第１の部分６７１ａは、第２の部分６７１ｂに、厚さ方向軸線Ｔに沿って単調でなく変化する（例えば、ジグザグ形）結合線６７６ａに沿って接続可能とされる。しかしながら、この特有の実施例では、第１の層６７２ａおよび第２の層６７２ｂは、それぞれ、翼弦方向軸Ｃに対し平行ではない第１の終端部６７３ａおよび第２の終端部６７３ｂを有する。すなわち、終端部６７３は、翼弦方向軸Ｃに対して傾斜されている、即ち、斜面になっている。その傾斜は、各層に関して同一の方向および程度を有することもでき、これらの特徴は、一つの層から次の層まで変化することもできる。例えば、図６Ｄおよび図６Ｅに破線で示されるように、最も上の層の下にある層は、最も上の層とは向きが逆方向に傾斜されてもよい。隣接した層の傾斜は、図６Ｄおよび図６Ｅに示されるように互いに真上および真下に位置決めされ、または、隣接した層の傾斜が、互いに重ならないようにスパン方向で偏倚されてもよい。
【００３４】
次に図６Ｅを参照すると、けた６７０ｂは、詳細に上述したけた６７０ａと構造および機能について少なくとも概ね類似し得る。例えば、けた６７０ｂは、重ねて薄層で覆われた第１の層６７２ａを複数有する第１の部分６７１ｃと、重ねて薄層で覆われた第２の層６７２ｂを複数有する第２の部分６７１ｄとを含むことができる。しかしながら、この特有の実施例では、第１の層６７２ａは、突起部６７４ａを形成する第１の終端部６７３ｃを有し、第２の層６７２ｂは、凹部６７５ａを形成する第２の終端部６７３ｄを有する。突起部６７４ａは、凹部６７５ａで受け入れられ、厚さ方向軸線Ｔおよび翼弦方向軸Ｃの両方に沿って単調でなく変化する結合線６７６ｂを形成する。
【００３５】
次に図６Ｆを参照すると、けた６７０ｃは、詳細に上述したけた６７０ａと構造および機能について少なくとも略同一である。しかしながら、この特有の実施例では、第１の層６７２ａは、第１の終端部６７３ｅを含み、第２の層６７２ｂは、翼弦方向軸Ｃに沿って交互に突起部６７４ｂおよび凹部６７５ｂを形成する第２の終端部６７３ｆを含む。その結果、翼弦方向軸Ｃに沿って単調でなく変化するが、厚さ方向軸線Ｔに沿って変化しない結合線６７６ｃをもたらす。
【００３６】
次に、図６Ｇを参照すると、この特有の実施例では、第１の層６７２ａは、翼弦方向軸Ｃに沿って交互に突起部６７４ｃおよび凹部６７５ｃを形成する第１の終端部６７３ｇを含み、第２の層６７２ｂは、厚さ方向軸Ｔに沿って交互に突起部６７４ｄおよび凹部６７５ｄを形成する終端部６７３ｈを含む。上述の記述が説明するように、多種多様な単調でなく変化したもの、互いにずれた位置に配置されたもの、ジグザグ形のもの、重なったもの、および／または、本開示に従って効率的かつ強力にけた部を互いに接続するために使用できる他の結合線もある。したがって、本開示は、如何なる特有な構成を有する結合線にも限定されない。
【００３７】
図６Ａ〜図６Ｇを参照しながら上述した実施例の特徴のうちの１つは、それらが、ジグザグの形状を有するかまたは別の方法で単調でなく変化する結合線に沿って互いに接続されたけた部を含むことが可能である点にある。この構成における予想される利点は、結合線が単純な垂直または対角線の結合線よりも強い点にある。さらに、付加的な締め付け要素を多数使用する必要がないので結合線の形成を単純化でき、その代わりに、２つの部分の個々の層を結合するために使用される技術に概ね類似した結合技術を利用できることが見込まれる。さらにまた、けた部相互間の結合は、加熱なしで、または、単なる局部的な加熱の状態で形成でき、その結果、ブレード全体を加熱する必要がなくなる。そしてまた、前述の特徴は、製造者、および／または、敷設業者が、最初に複数のセグメント（例えば、図２Ａを参照しながら上述した複数のセグメント１１６）の状態であり、それから、例えば、敷設場所で互いに結合される大型風力タービンブレードを作る容易さを促進する。適切な製造技術のさらなる詳細は、以下で図８Ａ〜図１６を参照しながら説明される。
【００３８】
他の実施例では、けた１７０は、他の構成、および／または、物質を含むことができる。例えば、選択された撚糸が、ガラス繊維ではなく金属または炭素繊維から作ることができる。それらの撚糸が、全て同一の太さを有する必要はない。したがって、各撚糸ごとに選択された寸法および物質は、所望の強度、剛性、耐疲労性、および値段をもたらすように選択されてもよい。
【００３９】
図７Ａは、本開示の実施例に従って構成されたハブ取り付け部１１２の一部を図式化した図である。説明のために、図７Ａは、ハブ取り付け部１１２だけを示し、特に、長手方向に延在するけた１７０と、ハブ取り付け要素、例えば、円周に沿って延在するハブ取り付けリング１８０との間の移行部を示す。リング１８０は、複合構造ない構造、例えば、金属要素を含むことができ、図７Ａに示されるようにスパン方向に比較的短い寸法を有してもよく、または、他の実施例ではより長いスパン方向の寸法を有してもよい。リング１８０、即ち、ハブ取り付け部１１２は、円周方向に沿って連続的なものでもよく、または、円周方向に沿って配置された複数の部分から作られてもよい。例えば、各円周部分が連続したリング１８０に接続された状態で、ハブ取り付け部１１２は、各けた１７０ごとに１つの円周部分を含むことができる。ハブ取り付け領域１１２に含まれ得る他の複数のハブ取り付け要素は、図７Ａに示されていない。ハブ取り付け部１１２は、（図７Ａに示されるような）４つのけた１７０のための移行部、または、異なった数のけた１７０（例えば、図３に示されるような３つのけた１７０）のための移行部を含むことができる。
【００４０】
けた１７０は、それぞれ、積層した複合部材の層１７２を含むことができ、そしてまた、層１７２は、それぞれ、複数の撚糸を含むことができる。例えば、特有の実施例では、けた１７０は、それぞれ、各層１７２が合計６本の撚糸を有し、全体で９０本の撚糸を有する１５の層１７２の層状組織を含むことができる。撚糸は、それぞれ、単一方向に向けられ、例えば、けた方向の軸Ｓと整合された繊維を有することができる。したがって、そのような繊維は、けた方向の軸Ｓからのずれが０°である。複数の層１７２は、各繊維がけた方向の軸Ｓに対して０°に方向付けられた状態で、相互に積み重ねることができ、図７Ａに示される形状を有するように切断され得る。けた方向の軸Ｓに対して０°で方向付けられた撚糸の数は、リング１８０に向かって延在する方向で減らすことができる。例えば、そのような撚糸の数は、図７Ａの右側で（けた１７０が固定され、全体として矩形の断面形状を有する）９０本から図７Ａの左側における（構造がより薄く弓形である）リング１８０で、２０本まで減らすことができる。７０本削除された層１７２は、その構造の全体の厚さが右から左に徐々に減少するように、互いにずれた位置に終端させることができる。
【００４１】
０度に向いた層１７２が次第に減少するにつれて、製造者は、けた方向の軸Ｓに対して異なった角度に向けられた複数の層を加えることができる。例えば、製造者は、けた方向の軸Ｓに対して＋４５°および−４５°で方向付けられた繊維を有する複数の層を加えることができる。特有の実施例では、図７Ａの右側で９０層と比較して、リング１８０における層の総数が４０と５０との間となるように、２０乃至３０の層を加えることができる。＋４５°／−４５°に方向付けられた層をハブ取り付け部１１２でその構造に加えることによって、けた１７０によって支持される荷重が、円周方向に分散され、リング１８０でより均一なやり方で分散可能とされる。この効果をさらに高めるために、負荷経路が、−４５°の層と比較して、異なる数の＋４５°の層を設けることによって「誘導」可能とされる。したがって、この構成は、リング１８０のボルト孔１８２を貫通する個々のボルトが、円周方向の異なる位置にある他のボルトよりもずっと大きい負荷に遭遇する可能性を低減または排除することができる。その結果、この構成は、ブレード１１０におけるエーロフォイル形の断面からハブ取り付け部１１２における円形の断面形状まで滑らかな移行部をもたらすばかりでなく、現行の構造よりも負荷をより均等に分布させることも見込まれる。
【００４２】
図７Ｂは、けた１７０が、けた方向の軸Ｓと整合された単一方向に延在する繊維の複数の層１７２を含むハブ取り付け部１１２の他の図である。この実施例では、個々の層１７２は、終端部１７３で終端する。湾曲した扇形の形状をそれぞれ有する１つ以上の終端要素１７９（例えば、プレート）が、けた１７０とぴったりとつけることができ、その要素は、終端した層１７２を受け入れる凹部を含むことができる。図７Ｂに示される特有の実施例では、この構成は、移行要素１７９を３つ含み、それらのうちの２つが図７Ｂで見えている。見える２つの移行要素１７９は、それぞれ、複数の層１７２（例えば、４つ以上の層１７２）を収容する。２つの移行要素１７９の間の隙間１８３は、そしてまた残りの層１７２を受け入れる第３の移行要素（明確にするために図７Ｂに示されていない）を受け入れる。それから、移行要素１７９は、それぞれ、リング１８０に取り付けることができ、その結果として、リング１８０はピッチベアリング１８１に接続される。ピッチベアリング１８１は、使用時、風力タービンブレード１１０のピッチを変更するように使用される。移行要素１７９は、それぞれ、リング１８０に接続する概ね弓形の断面形状を有し、けた１７０に接続するリング１８０から最も遠い位置で概ね平坦な、矩形の、即ち、直線で囲まれた断面形状を有することができる。
【００４３】
他の実施例では、ハブ取り付けリング１８０、即ち、他のアタッチメントフィーチャと、ブレード１１０の残部との間の移行領域は、異なった構成を有してもよい。例えば、扇形の複数の層の全体構成、即ち、移行要素と組み合わせた複数の層は、上述のけたを含まなくてよい他のブレード構造に用いることができる。他の例では、上述した＋４５°／−４５°の層の構成が、負荷（例えば、ボルト孔１８２で負荷をより均一に分布するように）を「誘導」するためにけた１７０を含まないブレード１１０、または、複数のけたを含むブレード１１０内で、あるいは、上述したものとは異なるように構成された他の構造を含むブレード１１０内で使用可能とされる。
【００４４】
図８Ａは、本開示の実施例に従って構成されたタービンブレード１１０の製造アセンブリ８０１の一部を図式化した側面図である。図８Ｂは、図８Ａにおける８Ｂ−８Ｂ線に沿った拡大端面図であり、ツールスタンチョン（ｔｏｏｌ  ｓｔａｎｃｈｉｏｎｓ）８０２によって支持された代表的なリブ１４２を示す。図８Ａおよび図８Ｂを併せて参照すると、製造アセンブリ８０１は、スパン方向の適切な位置に個々のツールスタンチョン８０２によって支持されている複数のリブ１４２を含む。上述したように、タービンブレード１１０は、インボード、即ち、第１のブレードセグメント１１６ａと、ミッドボード、即ち、第２のブレードセグメント１１６ｂと、アウトボード、即ち、第３のブレードセグメント１１６ｃとを含む。例示の実施例では、第２のけた１７０ｂ（例えば、下部けた、即ち、「圧力」けた）が複数のリブ１４２上に組み付けられている。そのけた１７０ｂは、インボード、即ち、第１のけた部８７１ａと、ミッドボード、即ち、第２のけた部８７１ｂと、アウトボード、即ち、第３のけた部８７１ｃとを含む。
【００４５】
次に、図８Ｂを参照すると、図５Ｄを参照しながら上述したように、リブ１４２は、対応するトラス付属部材１５０を受け入れるように構成された複数の切欠き１４８を含む。より詳細には、例示の実施例では、代表的なリブ１４２は、第１のけた１７０ａ（例えば、サクションスパー（ｓｕｃｔｉｏｎ  ｓｐａｒ）；図８Ａまたは図８Ｂにおいて不図示）を受け止めるように構成された第１の切欠き１４８ａと、第２のけた１７０ｂ（例えば、圧力けた）を受け止めるように構成された第２の切欠き１４８ｂと、第３のけた１７０ｃ（例えば、アフトスパー（ａｆｔ  ｓｐａｒ）、図８Ａまたは図８Ｂにおいて不図示）を受け止めるように構成された第３の切欠き１４８ｃとを含む。以下でさらに詳細に説明するように、様々な実施例では、１つ以上のけた１７０は、製造アセンブリ８０１における所定位置に一緒に複数の組立式複合層、即ち、「引抜成形」を被覆することによって製造することができる。これらの実施例のさらなる詳細は、以下で図９Ａ〜図１６を参照しながらより詳細に説明される。
【００４６】
図９Ａ〜図９Ｃは、本開示の実施例に従って構成されたインボードけた部８７１ａと、ミッドボードけた部８７１ｂと、アウトボードけた部８７１ｃとの一連の一部を図式化した拡大等角投影図である。最初に図９Ａを参照すると、例示の実施例では、けた１７０ｂは、製造アセンブリ８０１（図８Ａ）に接着されるか、別の方法で所定位置に一緒に被覆される複数の層９７２（層９７２ａ〜層９７２ｏとして個別に識別される）から製造可能とされる。特有の実施例では、複数の層９７２は、引き抜き成形、即ち、引き抜き成形された複合材料の「厚板」のような組立式複合物質を含み得る。知られているように、複合部材の引き抜き成形は、繊維強化ポリマー、または、比較的一定した形状、強度、および、弾力性の特徴を有する樹脂製品を作り出す製造方法である。典型的な引き抜き成形方法では、補強材（例えば、単一方向性の繊維、トウ形式、ロービング形式、テープ形式などのガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、Ｋｅｖｌａｒ繊維、および／または、他の物質）が、樹脂浴（例えば、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリエステル樹脂、プラスチックの熱硬化性液状樹脂浴）の中を引き出される。それから、その湿潤な繊維性要素は、正確な温度制御が樹脂を硬化させ、物質を成形して所望の断面にする加熱した鋼鉄製金型を通して引っ張られる。それから、その引き抜き成形されたものは、使用のための所望の長さに切断可能とされる。強度、色、および他の特徴は、樹脂の混合、補強材、金型の断面、および／または他の製造パラメータの変更によって、その外形に盛り込んで設計可能とされる。  例示の実施例では、複数の層９７２は、略矩形断面を有する引き抜き成形した厚板から作ることができる。一実施例では、例えば、層９７２は、約２インチから約１２インチまでの断面幅、または、約４インチから約１０インチまでの断面の幅、ならびに、約０．１０インチから約０．５インチまでの断面厚さ、または、約０．２５インチまでの断面厚さを有し得る。他の実施例では、層９７２は、他の形状およびサイズを有してもよい。特有の実施例では、層９７２は、２１４  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｌａｎｅ，Ａｌｕｍ  Ｂａｎｋ，ＰＡ１５５２１に所在のＣｒｅａｔｉｖｅ  Ｐｕｌｔｒｕｓｉｏｎｓ，Ｉｎｃ．社から入手することができる。他の実施例では、層９７２は、他のタイプの引き抜き成形した材料、ならびに、組立式複合材料および手積み成形による複合材料の両方を含む他の形式の複合材料からなることができる。さらに他の実施例では、この中で説明されたタービンブレードのけたの製造方法は、他のタイプの被覆された物質を用いて実施することができる。そのような物質は、例えば、木材（例えば、バルサ材、合板など）、金属（例えば、アルミニウム、チタンなど）、ならびに、木材、金属、複合部材などの組み合わせを含むことができる。
【００４７】
引き続き図９Ａを参照すると、インボードけた部８７１ａは、インボード端部分９７９ａおよびアウトボード端部分９７９ｂを含む。それらの端部分は、それぞれ、互いにずれた配置の層９７２を含む。例えば、アウトボード端部分９７９ｂを参照すると、層９７２は、それぞれ、隣接する終端部９７３に対して互いにずれた位置に配置されて、突起部９７４および対応する凹部９７５を形成する対応する終端部９７３（終端部９７３ａ〜９７３ｏとして個別に識別される）を含む。さらに、様々な実施例において、複数の層９７２は、端部分９７９で終端部９７３に向かって先細りとなってもよい。以下でさらに詳細に説明されるように、この突起部９７４および凹部９７５の交互の配置が、ジグザグ形の結合線により、非常に効率良く重なる接続部において、第１のけた部８７１ａを第２のけた部８７１ｂに接続することを容易にする。
【００４８】
次に、図９Ｂを参照すると、第２のけた部８７１ｂも、互いにずれた位置に配置されて、突起部９７４および対応する凹部９７５における交互の配置を作る終端部９７３を有する複数の層９７２からなる。第１のけた部８７１ａと同様に、第２のけた部８７１ｂは、インボード端部分９７９ｃおよびアウトボード端部分９７９ｄを含む。しかしながら、図９Ｂに例示されるように、第２のけた部８７１ｂは、アウトボード端部分９７９ｄに向かって薄くなる（すなわち、厚さが先細りする）。例示の実施例では、これは、外側の層９７２がインボード端部分９７９ｃから外側に延在するにつれて連続して終端することによって実現される。けた１７０ｂにおけるこの緩やかなテーパが、けた１７０ｂの重量を軽減し、および／または、タービンブレード１１０の先端部に向かって生じる低減された構造的な負荷についてけた１７０ｂの強度を調整するように、なされ得る。  次に図９Ｃを参照すると、第３のけた部８７１ｃは、インボード端部分９７９ｃおよび対応するアウトボード端部分９７９ｆを含む。この図に例示するように、けた１７０ｂは、端部分９７９ｆに近づくにつれて様々な層９７２を終端させることによって、アウトボード端部分９７９ｆに向かって先細りし続ける。
【００４９】
図９Ｄおよび図９Ｅは、本開示の実施例に従って構成された第１のけた部８７１ａおよび第２のけた部８７１ｂのさらなる詳細を示す一部を図式化した拡大側面図を含む。さらに、これらの図は、複数の層９７２のうちのいくつかの端部分の様々な特徴も示す。図９Ｄに示されるように、第１のけた部８７１ａのアウトボード端部分９７９ｂは、各層９７２の互いにずれた位置の終端部９７３によって形成され交互に並んでいる複数の突起部９７４および対応する凹部９７５を含む。この図にさらに例示するように、複数の層９７２の端部分は、終端部９７３に向かって緩やかに先細りして、突起部９７４／凹部９７５の凹部／突起部への緩やかな移行をさらに容易にし、形作ることができる。例えば、例示の実施例では、各層９７２における最後の２インチ乃至６インチ、または、最後の約４インチは、約０．０インチから約０．０７インチまでの終端部、または約０．０４インチの終端部９７３に対し両側テーパ（例えば、内側の層９７２の場合）、または、片側テーパ（例えば、外側の層９７２の場合）を有することが可能である。  次に、図９Ｅを参照すると、第２のけた部８７１ｂのインボード端部分９７９ｃは、第１のけた部８７１ａのアウトボード端部分９７９ｂの対応する凹部９７５に嵌合するように構成された複数の突起部９７４を含む。同様に、インボード端部分９７９ｃは、第１のけた部８７１ａのアウトボード端部分９７９ｂの対応する突起部９７４を受け入れるように構成された複数の凹部９７５も含む。例えば、けた１７０ｂの製造中、第１のけた部８７１ａのアウトボード端部分９７９ｂにおける第１の突起部９７４ａは、第２のけた部８７１ｂのインボード端部分９７９ｃ上の対応する第１の凹部９７５ａに嵌合される。各端部分９７９はこのようにして図８Ａにおける製造アセンブリ８０１においてけた１７０ｂの組立中、組み合されるが、合わせた複数の端部分９７９は、実際にはそのとき結合されておらず、ブレード部１１６（図８Ａ）は、製造後に分割し、敷設現場に個別に輸送可能とされる。
【００５０】
図９Ｆに示されるように、第１のけた部８７１ａのアウトボード端部分９７９ｂが、第２のけた部８７１ｂのインボード端部分９７９ｃに敷設現場で最終的に接続される場合、交互に配置した突起部９７４および凹部９７５が、重なっている、即ち、ジグザグ形の結合線９７６を作る。当業者に知られているように、これが、非常に効率が良い構造の接続部である。これは、第１のけた部８７１ａと第２のけた部８７１ｂとの間の接続部におけるさらなる構造的な補強の必要性を回避するか少なくとも低減することができる。
【００５１】
図１０Ａおよび図１０Ｃ乃至図１０Ｅは、本開示の実施例によるタービンブレード１１０のトラス構造上に現場でけた１７０ｂを製造する方法の様々な段階を示す、図８Ａの製造アセンブリ８０１の一部分の一連の一部を図式化した側面図である。図１０Ｂは、このけたの製造方法のいくつかの態様をさらに示す、図１０Ａの１０Ｂ−１０Ｂ線に沿った拡大端面図である。まず図１０Ａおよび図１０Ｂを合わせて参照すると、リブ１４２は、対応するツールスタンチョン８０２に固定されており、複数のトラス部材１４３が、対応するトラス付属部材１５０間に（少なくとも一時的に）設置されている。例示の実施例のトラス付属部材１５０はそれぞれ、第１の部品１０５６ａおよび合わせる第２の部品１０５６ｂを含む。図１０Ａに示すように、けた１７０ｂの構築中には、第１の部品１０５６ａのみがトラス構造に取り付けられている。以下でより詳細に検討するように、けたの層７７２が全てトラス付属部材１５０の第１の部品１０５６ａ上に適切に配置された後で、第２の部品１０５６ｂが所定位置に嵌合され、第１の部品１０５６ａに固定される。
【００５２】
次に図１０Ｃを参照すると、個々のけたの層７７２は、各リブ１４２のトラス付属部材１５０の第１の部品１０５６ａ上の所定位置に順次配置されている。けたの層７７２が互いの上に置かれると、終端部７７３が図７Ａ〜図７Ｅに示すように配置されて、所望のけたプロフィルが作製される。接着剤（例えば、エポキシ接着剤、熱硬化性樹脂の接着剤など）の層を、隣接する層７７２の合わせ面の一方または両方に塗布することができる。そのけたの層７７２を、クランプ１００２（例えば、Ｃ字形クランプおよび／または当技術分野で知られた他の適切なクランプ）によって、積み重ねプロセス中に所定位置に一時的に保持することができる。
【００５３】
次に図１０Ｄを参照すると、層７７２が全てトラス付属部材１５０の第１の部品１０５６ａ上に適切に配置されると、それらの層７７２を接着硬化サイクル中に以下でさらに詳細に説明する加圧装置１０９０などの適切なクランプ締め具を使用して加圧することができる。より具体的には、複数の加圧装置１０９０をリブ１４２間のけた部８７１上に配置して、硬化プロセス中に層９７２を一緒に加圧することができる。加圧装置１０９０を、以下で図１２Ａ〜図１５を参照しながらさらに詳細に説明する。
【００５４】
次に図１０Ｅを参照すると、層９７２間の接着剤が硬化すると、各トラス付属部材１５０の第２の部品１０５６ｂをトラス構造に設置し、ねじ部品および／または他の適切な方法によって対応する第１の部品１０５６ａに接続することができる。一実施例では、第１の部品１０５６ａとけた部８７１との間の合わせ面、および／または第２の部品１０５６ｂとけた部８７１との間の合わせ面に接着剤を塗布して、けた部８７１をそれぞれのトラス付属部材１５０に結合することができる。他の実施例では、こうした接着剤を省くことができる。
【００５５】
図１１Ａは、タービンブレード１１０のトラス構造の部分拡大等角投影図であり、図１１Ｂは、設置したけた１７０の態様を示す代表的なリブ１４２の端面図である。一実施例では、トラス付属部材１５０の第２の部品１０５６ｂを切欠き１４８に横から摺動させることによって、第２の部品１０５６ｂを第１の部品１０５６ａに合わせることができる。この手順では、トラス部材１４３の端部分を、トラス付属部材１５０の対応するトラス取り付け部１１５４から一時的に着脱することができる。トラス付属部材１５０の両方の部品１０５６がそれぞれの位置に配置されると、トラス部材１４３の端部分をトラス取り付け部１１５４に再度接続することができる。一実施例では、トラス部材１４３の端部分および対応するトラス取り付け部１１５４に、フルサイズより小さく案内孔をあけ、次いで、最終的な組み付け時にフルサイズに孔をあけることができる。さらに、トラス部材１４３の端部分を、トラス取り付け部１１５４に締結具８５９によって取り付けることができ、その締結具８５９は、対応する締結具孔に設置する前は縮んでおり、そのため設置後に拡張してプレス嵌めになる。他の実施例では、当技術分野で知られた他の適切な方法を利用して、トラス部材１４３をトラス付属部材１５０に取り付けることができる。
【００５６】
図１１Ｃは、けた１７０ｂがタービンブレード１１０のトラス構造上に完全に組み付けられ設置された後の製造アセンブリ８０１の一部分の一部を図式化した等角投影図である。図１１Ａおよび図１１Ｃを合わせて参照すると、第２のけた部８７１ｂおよび第３のけた部８７１ｃの合わせる端部分９７９は、所定位置に組み付けられて、最後の組み付け中には確実に互いにぴったりと嵌まるが、それらの端部分９７９はトラスの製造中には結合されていない。それにより、第２のブレードセクション１１６ｂおよび第３のブレードセクション１１６ｃを、設置現場への輸送のために製造設備では互いから分離させることが可能になる。したがって、例示の実施例では、けた部８７１の端部分９７９は、製造プロセス中には互いに結合していないが、その代わりに、タービンブレード１１０を現場で組み付けるときにけた１７０が互いに接続される分離型接続部１１２０が形成される。一実施例では、２００９年５月２２日出願の米国特許仮出願第６１／１８０，８１６号明細書（特許文献１）で詳細に説明され、参照によりその全体が本明細書に援用されるシステムおよび方法を用いて、それらのけたを現場で互いに接続することができる。２００９年５月２２日出願の米国特許仮出願第６１／１８０，８１２号明細書（特許文献２）で詳細に説明され、参照によりその全体が本明細書に援用されるシステムおよび方法を用いて、ブレードセグメントを現場に輸送することができる。
【００５７】
図１２Ａは、本開示の実施例に従って構成された加圧装置８９０の等角投影図であり、図１２Ｂは、加圧装置１０９０の部分分解等角投影図である。図１２Ａおよび図１２Ｂを併せて参照すると、加圧装置１０９０は第１のツール部１２５０ａおよび第２のツール部１２５０ｂを含む。例示の実施例では、ツール部１２５０は互いに鏡像であるか、または少なくとも互いに非常に似ている。ツール部１２５０はそれぞれ、支持プレート１２５４と、ツール部１２５０から延在する、対向する側部フランジ１２５６（第１の側部フランジ１２５６ａおよび第２の側部フランジ１２５６ｂとして個別に識別される）とを含む。以下でさらに詳細に説明するように、ツール部１２５０は、積層したけた１７０の一部分の周りで、クラムシェル構成で互いに嵌合して、層間の接着剤が硬化する間にけたの層（例えば、層７７２）を互いに圧縮および加圧するように構成されている。より具体的には、ツール部１２５０はそれぞれ、１つまたは複数の拡張可能な部材１２５８を含み、その拡張可能な部材１２５８は、支持プレート１２５４から内側に拡張し、それにより硬化プロセス中に対応するけたのセクションを加圧するように構成されている。例示の実施例では、第１の側部フランジ１２５６ａは、第２の側部フランジ１２５６ｂよりもわずかに幅が広く、そのため、合わせるフランジ１２５６が互いに重なり、それらを加圧プロセスおよび硬化プロセス中に締結具１２５２（例えば、ボルト、スクリュなどのねじ部品など）によって一時的に保持できる。ツール部１２５０はそれぞれ、第１の端部分１２６１および対向する第２の端部分１２６２を含むこともできる。端部分１２６１および１２６２上にハンドル１２５３を設けて、ツール部１２５０の手動による配置、設置、および／または取り外しを容易にすることができる。ツール部１２５０を、十分な強度、剛性、および製造の特徴を有する様々な材料から製造することができる。例えば、一実施例では、ツール部１２５０を、機械加工するか、溶接するか、または別法で所望の形状に形成したアルミニウムから形成することができる。他の実施例では、ツール部１２５０を、鋼鉄、真鍮などを含む他の適切な金属、ならびに複合材料などの適切な非金属材料から作製することができる。
【００５８】
図１３Ａは、第１のツール部１２５０ａの第１の端部分１２６１の分解等角投影図であり、図１３Ｂは、第２の端部分１２６２の拡大等角投影図である。まず図１３Ａを参照すると、ツール部１２５０はそれぞれ、拡張可能な部材１２５８を流体（例えば、圧縮空気）で充填し、その流体を流出させるためのマニホルド１３６０を含む。例示の実施例では、コンジット１３６８（コンジット１３６８ａ〜１３６８ｃとして個別に識別される）が、それぞれの拡張可能な部材１２５８と充填／排出連結部１３６６との間を延在する。充填／排出連結部１３６６は、流体を、コンジット１３６８を通してそれぞれの拡張可能な部材１２５８中に流すための対応する連結部を受けるように構成された、ねじ山オリフィス１３７０または他の機構（例えば、高圧空気用継ぎ手）を含むことができる。一実施例では、例えば、拡張可能な部材１２５８を圧縮空気で充填して、拡張可能な部材１２５８を膨張させ、それにより、硬化サイクル中にけた１７０の層を一緒に加圧することができる。他の実施例では、拡張可能な部材１２５８を、他のタイプの気体または液体（例えば、水、油など）で充填して、拡張可能な部材１２５８を膨張させ、けたの層を一緒に加圧することができる。
【００５９】
拡張可能な部材１２５８の近位端部分は、拡張可能な部材１２５８を封止し圧力を維持するために端部クロージャ１３６４を含むことができる。例示の実施例では、端部クロージャ１３６４はプレートを２つ以上含むことができ、それらのプレートは、拡張可能な部材１２５８の端部分をそれらの間に挟んで漏出を防止する。他の実施例では、他の構造およびシステムを使用して、拡張可能な部材１２５８の近位端部分を封止することができる。図１３Ｂに示すように、拡張可能な部材１２５８の遠位端部分を、適切な端部クロージャプレート１３６５で閉鎖および封止することができ、端部クロージャプレート１３６５は複数の締結具１３５２によって支持プレート１２５４に固定される。他の実施例では、拡張可能な部材１２５８の端部分をツール部１２５０に固定することができ、かつ／またはそれらの端部分を他の適切な手段を用いて閉鎖および封止することができる。
【００６０】
図１４Ａは、第２のツール部１２５０ｂの拡大等角投影図であり、図１４Ｂは、第２のツール部１２５０ｂの部分分解等角投影図である。図１４Ｂを参照すると、拡張可能な部材１２５８はそれぞれ、外側の層１４３０および内側の層１４３２から構成された可撓性の管状構造を含むことができる。外側の層１４３０は、拡張可能な部材１２５８に強度を与えるために適切な材料を含むことができ、内側の層１４３２は、拡張可能な部材１２５８を封止するための適切な材料を含むことができる。例えば、内側の封止層１４３２はゴムの内張りを含むことができ、外側の層１４３０は織ったナイロン、ガラス繊維などを含むことができる。したがって、一実施例では、拡張可能な部材１２５８は、構造および機能が消火ホースと少なくとも概して同様の構造を含むことができる。他の実施例では、拡張可能な部材１２５８は、他の材料を含み、他の構造を有することができる。
【００６１】
図１５は、本開示の実施例による加圧装置１０９０の使用を示す、事実上図１０Ｄの１５−１５線に沿った拡大端面図である。この図では、けたの層９７２は、層間を接着剤で結合してトラスの下部構造に適切に配置されている。第１のツール部１２５０ａはけた１７０の一方の面に配置されており、第２のツール部１２５０ｂはもう一方の面に配置されている。各ツール部１２５０の各第１のフランジ１２５６ａは、対向するツール部１２５０の対応する第２のフランジ１２５６ｂに重なっている。２つのツール部１２５０は、適切に配置されると、締結具１２５２によって一時的に互いに取り付けられる。次いで、圧力源（例えば、圧縮空気源）が各ツール部１２５０上でマニホルド１３６０に取り付けられ、拡張可能な部材１２５８は十分な圧力まで膨張する。拡張可能な部材１２５８は、拡張するときに積層したけた１７０上に均一に分配された圧力を加える。その圧力を必要に応じて調整して、硬化プロセス中に所望のレベルで圧縮および加圧することができる。さらに、適切な真空バッグまたは他の薄い膜状の保護層をけた１７０の周りに巻きつけて、接着剤が加圧装置１０９０に付着するのを避けることができる。けた１７０が適切に硬化した後で、拡張可能な部材１２５８の圧力を解放し締結具１２５２を取り外すことによって加圧装置１０９０を分解することができる。
【００６２】
上記で詳細に説明した方法およびシステムを使用して、本開示の実施例に従って、風力タービンブレードのけたを現場で製造用サブアセンブリー上に組み付けることができる。より具体的には、引き抜き成形した複合部材の「厚板」など、引き抜き成形した複合材料を用いて積層したけたを製造するための本開示のいくつかの実施例を上記で詳細に説明してきた。これらの実施例のうちのいくつかに関連した利点が複数ある。これらの利点は、例えば、従来の製造技法と比較して低コストかつ軽量の風力タービンブレードを含むことができる。さらに、引き抜き成形の利用により、完成部品の寸法のばらつきを小さくすることができる。
【００６３】
特定の実施例では、外側外板、リブ、トラス部材など、他のタービンブレード構造を、引き抜き成形した複合材料から形成することができる。例えば、一実施例では、外板を、互いに積層した１つまたは複数の引き抜き成形した複合部材（例えば、シート）から形成することができる。他の実施例では、トラス部材を、引き抜き成形した複合部材から形成することができる。したがって、タービンブレード構造を引き抜き成形した材料から形成するための本明細書に開示した方法およびシステムは、タービンブレードのけたまたはけたのキャップに関する使用に限定されず、他のタービンブレード構造を形成するのに使用することができる。
【００６４】
しかし、他の実施例では、本明細書で説明したけた１７０など、タービンブレードのけたおよび／または他のブレード構造を、適切な生産工具を用いて引き抜き成形した複合材料から製造することができる。例えば、図１６に、輪郭がけた１７０ｂに対して適切である、型表面１６１２を有するツール１６１０を示す。ツール１６１０上でけた１７０ｂを製造するために、層９７２（例えば、引き抜き成形した厚板）を、型表面１６１２上に順次配置する。ツーリングピン１６１４および／または他の位置決め具を使用して、層９７２を正確に配置することができる。それらの層９７２を、適切な長さに予め切断することができ、そのため、ツール表面１６１２上に配置されるときに、それぞれの端部分９７９が所望のジグザグ形の接続部または重なったフィンガ部を形成する。そのときには、合わせる端部分９７９の間に接着剤が使用されていないが、層９７２はそれぞれ、接着剤でカバーして、その後ツール１６１０上に設置することができる。全ての層９７２がツール表面１６１２上に配置された後で、レイアップを真空バッグ形成して、積層体から空気を抜き取り、層９７２を一緒に加圧することができる。けたを室温で硬化させることもでき、特定の接着剤を使用するときに所望の場合はオートクレーブまたは他の手段によって熱を加えることもできる。
【００６５】
前述のものから、例示のために本明細書では特定の実施例を説明してきたが、本発明は他の実施例も含むことができると理解されよう。例えば、スパン方向に延在する４つのけたの文脈で上記で図７Ａを参照しながら説明した特徴を、３つのけたを含む、他の数のけたを有する風力タービンブレードに適用することができる。さらに、上記で説明したトラス構造は、図に具体的に示したもの以外の配置を有することができる。けたと、リブと、トラス部材との間の取り付けは、上記で説明したもの以外の配置を有することができる。特定の実施例の文脈で説明した本開示の特定の態様を、他の実施例に組み合わせてもよく、省略してもよい。さらに、特定の実施例に関連した利点をそれらの実施例の文脈で説明してきたが、他の実施例もこうした利点を呈することができ、本開示の範囲内に包含されるように全ての実施例が必ずしもこうした利点を呈する必要がない。したがって、本発明は、上記で明示的に示していない、または説明していない他の実施例を含むことができる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲によって限定されるときを除き、限定されることはない。
【図１】
2012511119.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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