JP5167036B2

JP5167036B2 - 風車ブレード

Info

Publication number: JP5167036B2
Application number: JP2008224626A
Authority: JP
Inventors: 昌幸箕輪; 憲爾堀井; 紳一角
Original assignee: Toenec Corp
Current assignee: Toenec Corp
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2028-09-02
Also published as: JP2010059813A

Description

本発明は、風車ブレードに関し、詳しくは、中空部を有する略筒状に形成された本体にレセプタを備えた風車ブレードに関する。

この種の被落雷物として、例えば、導線を介して大地へ接続されている（所謂、接地されている）レセプタを備えた風車ブレードが知られている。この風車ブレードの本体の外面には、導電性を有する薄い金属箔がレセプタに接続された状態で貼り付けられている。これにより、例えば、風車ブレードに雷撃が生じた場合でも、金属箔からレセプタおよび導線を介して雷撃電流を大地へと導くことができる。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００６−７０８７９号公報

しかしながら、上述した風車ブレードでは、エネルギーの大きな雷撃が風車ブレードに生じると、金属箔が焼損してしまう事態が発生していた。このような事態が発生すると、風車ブレードの本体の破損にも繋がるため、結果として、風力発電設備を長期に亘って停止させなければいけなかった。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、耐雷性能を向上させた風車ブレードを提供することである。

本発明は、上記の目的を達成するためのものであって、以下のように構成されている。請求項１に記載の発明は、中空部を有する略筒状に形成された本体にレセプタを備えた風車ブレードであって、本体の外面または内面には、レセプタと電気的に接続された導電性部材と、その導電性部材の表面を被覆した絶縁部材とから構成される誘導体が配設されていることを特徴とする。
この構成によれば、風車ブレードに雷撃が生じると、その雷撃電流は背後電極によって電界が集中するため、その放電路が背後電極に沿って絶縁部材の表面を最寄のレセプタへと流れていく。この時、導電性部材に流れる電流は、絶縁物を介した誘導電流が流れるのみであり、雷撃の主電流が流れることはない。そのため、エネルギーの大きな雷撃が風車ブレードに生じた場合でも、導電性部材が焼損することはない。したがって、風車ブレードの耐雷性能を向上させることができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の風車ブレードであって、本体は、略筒状の長手方向に沿って半割構造となっており、導電性部材は、その半割の境を覆う格好となるように板状に形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、半割構造の境の電気的強度が不足している場合であっても、その境を導電性部材で覆っているため、その強度不足を補うことができる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の風車ブレードであって、本体の外面のうち誘導体の配設部位には凹溝が形成されており、誘導体は、その凹溝の内部に配設されていることを特徴とする。
この構成によれば、本体の内面に誘導体が配設されているため、例えば、被落雷物を回転させたときの空気抵抗を減らすことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いて説明する。

（実施例１）
まず、図１〜２を参照して、本発明の実施例１を説明する。図１は、本発明の実施例１に係る風車ブレードの全体斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。

図１、２に示すように、風車ブレード１は、その本体１０が中空部を有する略筒状に形成された翼部材である。この本体１０には、その中空部を補強する補強部材１２が適宜の箇所（例えば、本体１０の長手方向に５箇所）に設けられている。この補強部材１２には、本体１０の両外面からそれぞれ突出するように、例えば、５個ずつ計１０個のレセプタ１４がそれぞれ組み付けられている。これら各レセプタ１４は、導線１６を介して電気的にそれぞれ接続されている。そして、この導線１６は、ナセルおよびタワー（いずれも図示しない）を介して大地へと接続されている。

この本体１０は、その縁（翼の厚みが薄い部位）に沿って半割構造となっている。そして、この本体１０の外面には、その半割の境を覆う格好となるように、第１の誘導体４０が配設されている。この第１の誘導体４０とは、板状に形成されている第１の導電性部材（例えば、導電性を有する薄い金属箔）４２と、この第１の導電性部材４２の表面を空気層を有することなく完全に被覆した（例えば、絶縁テープ等で導電性部材４２の表面を完全に被覆した）第１の絶縁部材４４とから構成されるものである。このようにして、第１の導電性部材４２によって本体１０の半割の境を覆うことができる。

また、この本体１０の外面には、第１の導電性部材４２を各レセプタ１４に対して電気的に接続させる第２の誘導体５０が配設されている。この第２の誘導体５０も、既に説明した第１の誘導体４０と同様に、第２の導電性部材５２と第２の絶縁部材５４とから構成されている。この第２の導電性部材５２は、第１の導電性部材４２からレセプタ１４に向けて枝分かれする格好で配設されている。そして、この第２の導電性部材５２も、既に説明した第１の絶縁部材４４と同様の第２の絶縁部材５４によって完全に被覆されている。このように構成された風車ブレード１は、ナセルに対して放射状に複数本（例えば、３本）組み付けられる格好で使用されている。

本発明の実施例１に係る風車ブレード１は、上述したように構成されている。この構成によれば、例えば、風車ブレード１に雷撃が生じると、その雷撃電流は背後電極によって電界が集中するため、その放電路が背後電極に沿って両絶縁部材４４、５４の表面を最寄のレセプタ１４へと流れていく。この時、両導電性部材４２、５２に流れる電流は、絶縁物を介した誘導電流が流れるのみであり、雷撃の主電流が流れることはない。これらのことを、以下において、背後電極効果と記す。

そのため、エネルギーの大きな雷撃が風車ブレード１に生じた場合でも、両導電性部材４２、５２が焼損することはない。したがって、風車ブレード１の耐雷性能を向上させることができる。また、この時、両導電性部材４２、５２には雷撃の主電流が流れることがないため、両導電性部材４２、５２の断面積は小さくても良い。そして、レセプタ１４へと流れた雷撃電流は、導線１６を介して大地へと導かれていく。このようにして、従来技術と同様に、雷撃電流を大地へと導くことができる。なお、両誘導体４０、５０は本体１０の外面に配設すればよいため、新規の風車ブレードにおける本体の外面だけでなく、既存の風車ブレードにおける本体の外面にも両誘導体４０、５０を後付けで配設することができる。

また、この構成によれば、半割構造の境の電気的強度が不足している場合であっても、その境を第１の導電性部材４２で覆っているため、その強度不足を補うことができる。また、この構成によれば、両導電性部材４２、５２は板状に形成されているため、その表面積を大きく確保することができる。そのため、風車ブレード１の本体１０の表面を広く雷撃からカバーできる。

（実施例２）
次に、図３〜４を参照して、本発明の実施例２を説明する。図３は、本発明の実施例２に係る風車ブレードの全体斜視図である。図４は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。

これら図３、４からも明らかなように、この実施例２は、既に説明した実施例１と比較すると、両誘導体４０、５０を本体１０の内面に配設した実施例である。そのため、以下の説明にあたって、同一もしくは均等な構成の部材には、図面において同一符号を付すことで、重複する説明は省略することとする。このことは、後述する実施例３においても同様である。

図３、４に示すように、実施例２における風車ブレード２も、その本体１０が中空部を有する略筒状に形成された翼部材である。この本体１０の内面のうち、実施例１における風車ブレード１の両誘導体４０、誘導体５０の配設位置と向かい合う位置には、両誘導体４０、誘導体５０がそれぞれ配設されている。

本発明の実施例２に係る風車ブレード２は、上述したように構成されている。この構成によれば、例えば、風車ブレード２に雷撃が生じると、その雷撃電流は背後電極によって電界が集中するため、その放電路が背後電極に沿って本体１０の表面を最寄のレセプタ１４へと流れていく。そのため、この風車ブレード２も、実施例１で説明した風車ブレード１と同様の作用効果（背後電極効果）を得ることができる。また、この構成によれば、本体１０の内面に両誘導体４０、５０が配設されているため、風車ブレード２を回転させたときの空気抵抗を減らすことができる。

（実施例３）
続いて、図５〜６を参照して、本発明の実施例３を説明する。図５は、本発明の実施例３に係る風車ブレードの全体斜視図である。図６は、図５のＣ−Ｃ線断面図である。

これら図５、６からも明らかなように、この実施例３は、既に説明した実施例１と比較すると、両誘導体４０、５０を本体１０の外面に埋め込む格好となるように配設した実施例である。

図５、６に示すように、実施例３における風車ブレード３も、その本体１０が中空部を有する略筒状に形成された翼部材である。この本体１０の外面のうち、実施例１の風車ブレード１において、両誘導体４０、５０が配設されている部位には凹溝１８が形成されている。そして、この凹溝１８の内部には、両誘導体４０、５０が配設されている。

本発明の実施例３に係る風車ブレード３は、上述したように構成されている。この構成によれば、この風車ブレード３も、実施例１で説明した風車ブレード１と同様の作用効果（背後電極効果）を得ることができる。また、この構成によれば、本体１０の外面に形成された凹溝１８に両誘導体４０、５０が配設されているため、実施例２で説明した風車ブレード２と同様に、風車ブレード３を回転させたときの空気抵抗を減らすことができる。

上述した内容は、あくまでも本発明の一実施の形態に関するものであって、本発明が上記内容に限定されることを意味するものではない。
実施例１〜３では、被落雷物の例として、風車ブレード１、２、３を例に説明した。しかし、これに限定されるものでなく、例えば、航空機等であっても構わない。

また、実施例１〜３では、第２の誘導体５０は、レセプタ１４から第１の誘導体４０に向けて直交するように配置される場合を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、例えば、第２の誘導体５０は、レセプタ１４から第１の誘導体４０に向けて放射状に配置されても構わない。また、第２の誘導体５０は、レセプタ１４から第１の誘導体４０に向けて本体１０の表面の全てに配置されても構わない。

図１は、本発明の実施例１に係る風車ブレードの全体斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図３は、本発明の実施例２に係る風車ブレードの全体斜視図である。図４は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。図５は、本発明の実施例３に係る風車ブレードの全体斜視図である。図６は、図５のＣ−Ｃ線断面図である。

符号の説明

１風車ブレード（実施例１）
２風車ブレード（実施例２）
３風車ブレード（実施例３）
１０本体
１４レセプタ
１８凹溝
４０第１の誘導体
４２第１の導電性部材
４４第１の絶縁部材
５０第２の誘導体
５２第２の導電性部材
５４第２の絶縁部材

Claims

中空部を有する略筒状に形成された本体にレセプタを備えた風車ブレードであって、
本体の外面または内面には、レセプタと電気的に接続された導電性部材と、その導電性部材の表面を被覆した絶縁部材とから構成される誘導体が配設されていることを特徴とする風車ブレード。
請求項１に記載の風車ブレードであって、
本体は、略筒状の長手方向に沿って半割構造となっており、
導電性部材は、その半割の境を覆う格好となるように板状に形成されていることを特徴とする風車ブレード。
請求項２に記載の風車ブレードであって、
本体の外面のうち誘導体の配設部位には凹溝が形成されており、
誘導体は、その凹溝の内部に配設されていることを特徴とする風車ブレード。