[go: up one dir, main page]

JP5484892B2 - 風車回転翼 - Google Patents

風車回転翼 Download PDF

Info

Publication number
JP5484892B2
JP5484892B2 JP2009296159A JP2009296159A JP5484892B2 JP 5484892 B2 JP5484892 B2 JP 5484892B2 JP 2009296159 A JP2009296159 A JP 2009296159A JP 2009296159 A JP2009296159 A JP 2009296159A JP 5484892 B2 JP5484892 B2 JP 5484892B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
trailing edge
wind turbine
recess
turbine rotor
rotor blade
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009296159A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2011137391A (ja
Inventor
浩司 江崎
進一 堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2009296159A priority Critical patent/JP5484892B2/ja
Priority to AU2010336271A priority patent/AU2010336271A1/en
Priority to EP10839556.7A priority patent/EP2518313A4/en
Priority to PCT/JP2010/073347 priority patent/WO2011078326A1/ja
Priority to US13/072,141 priority patent/US8480371B2/en
Publication of JP2011137391A publication Critical patent/JP2011137391A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5484892B2 publication Critical patent/JP5484892B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D1/00Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06Rotors
    • F03D1/065Rotors characterised by their construction elements
    • F03D1/0675Rotors characterised by their construction elements of the blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2280/00Materials; Properties thereof
    • F05B2280/70Treatments or modification of materials
    • F05B2280/702Reinforcements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Description

本発明は、風力発電用風車を構成する風車回転翼に関するものである。
風車回転翼としては、例えば、特許文献1に開示されたものが知られている。
国際公開第2008/086805号
また、図6に示すように、近年では、軽量性と強度の両方の要求を満たすスパーキャップ構造を有する風車回転翼100が提案されている。風車回転翼100は、後述する外皮材11と、前縁サンドイッチ材12と、スパーキャップ材(主強度材)13と、後縁サンドイッチ材14と、シアウェブ(桁材)15とを備えている。
前縁サンドイッチ材12と後縁サンドイッチ材14は、外皮材11と内皮材17をスキン材とし、PVC等の樹脂の発泡体や、バルサ等の木材をコア材とするサンドイッチ構造を有している。
なお、図6中の符号16は、スパーキャップ材13とシアウェブ15とを接続(連結)する接着剤である。
ところで、風車回転翼100を構成する各部材(より詳しくは、外皮材11、前縁サンドイッチ材12、スパーキャップ材13、後縁サンドイッチ材14、シアウェブ15)の材料強度(引っ張りおよび圧縮に対する強度)の安全率と、座屈強度の安全率とを同程度(例えば、2)に設定することができれば、風車回転翼の軽量化をさらに図ることができる。
しかしながら、図6に示す風車回転翼100では、材料強度を100%発揮させる前に、フラップ方向(背腹方向:図6において上下方向)の荷重に対してスパーキャップ材13で座屈が生じ、エッジ方向(前縁後縁方向:フラップ方向と直交する方向)の荷重に対して後縁サンドイッチ材14および/または後縁サンドイッチ材14の後縁端よりも後縁18側に位置する背側および/または腹側の外皮材11で座屈が生じるおそれがある。
ここで、フラップ方向の荷重に対してスパーキャップ材13の座屈強度を上げるには、スパーキャップ材13の断面積を同等に維持しながら、スパーキャップ材13の幅(コード方向(図6において左右方向)の長さ)を狭くしつつスパーキャップ材13を厚くし、、かつシアウェブ15の間隔(前縁側に位置するシアウェブ15と、後縁側に位置するシアウェブ15との間の距離)を狭くすればよい。
しかしその反面、後縁サンドイッチ材14の幅(コード方向(図6において左右方向)の長さ)が広くなり、エッジ方向の荷重に対する後縁サンドイッチ材14の座屈強度がますます低下してしまうといった問題点があった。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、エッジ方向の荷重に対する座屈強度を向上させることができ、座屈強度の安全率を材料強度の安全率に近づけることができて、さらなる軽量化を図ることができる風車回転翼を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係る風車回転翼は、繊維強化プラスチックで形成された外皮材と、シアウェブと、後縁部を形成する後縁補強材とを有する風車回転翼であって、前記後縁補強材が、前記外皮材の後縁側の端部を収容する第1の凹所と、オーバーレイの後縁側を収容する第2の凹所とを備え、前記外皮材の後縁側の先端部には、前記オーバーレイの前縁側を収容する第3の凹所が設けられているとともに、前記外皮材の先端部は、接着剤を介して前記第1の凹所に固定されている。
本発明に係る風車回転翼によれば、後縁サンドイッチ材の後縁端よりも後縁側に位置する外皮材の板厚が、その内側面に配置された補強材によって増大することになるので、後縁部におけるエッジ方向の曲げ剛性を向上させることができ、後縁部におけるエッジ方向の荷重に対する座屈強度を向上させることができて、座屈強度の安全率を材料強度の安全率に近づけることができ、さらなる軽量化を図ることができる。
また、外皮材の先端部が、第1の凹所内に収められて、接着剤を介して第1の凹所に固定されるとともに、外皮材の先端部と、後縁補強材とが、第2の凹所および第3の凹所内に積層されたオーバーレイにより強固に接続(連結)されることになるので、後縁補強材が外皮材の先端部から分離(離脱)してしまうことを防止することができ、翼自体の信頼性を向上させることができる。
本発明に係る風車回転翼は、繊維強化プラスチックで形成された外皮材と、シアウェブと、後縁部を形成する後縁補強材とを有する風車回転翼であって、前記後縁補強材が、オーバーレイの後縁側を収容する第1の凹所を備え、前記外皮材の後縁側の先端部には、前記オーバーレイの前縁側を収容する第2の凹所が設けられている。
本発明に係る風車回転翼によれば、後縁サンドイッチ材の後縁端よりも後縁側に位置する外皮材の板厚が、その内側面に配置された補強材によって増大することになるので、後縁部におけるエッジ方向の曲げ剛性を向上させることができ、後縁部におけるエッジ方向の荷重に対する座屈強度を向上させることができて、座屈強度の安全率を材料強度の安全率に近づけることができ、さらなる軽量化を図ることができる。
また、外皮材の先端部と、後縁補強材とが、第1の凹所および第2の凹所内に積層されたオーバーレイにより強固に接続(連結)されることになるので、後縁補強材が外皮材の先端部から分離(離脱)してしまうことを防止することができ、翼自体の信頼性を向上させることができる。
上記風車回転翼において、前記外皮材の外側に露出する表面と、前記オーバーレイの表面と、前記後縁補強材の外側に露出する表面とが、滑らかな連続面をなすようにして形成されているとさらに好適である。
このような風車回転翼によれば、オーバーレイは、外側に露出する外皮材の表面と、オーバーレイの表面と、後縁補強材の外側に露出する表面とが、滑らかな連続面をなすようにして、第2の凹所および第3の凹所内または第1の凹所および第2の凹所内に収められているので、後縁部における翼表面を平滑に保つことができ、翼が回転するときに生じる騒音および抗力を抑制することができる。
上記風車回転翼において、前記後縁補強材の一部が、軽量コア材でできているとさらに好適である。
このような風車回転翼によれば、後縁補強材の一部が、PVC等の樹脂の発泡体や、バルサ等の木材からなる軽量コア材で形成(構成)されることになるので、後縁補強材の軽量化および風車回転翼全体の軽量化を図ることができる。
本発明に係る風力発電用風車は、後縁部におけるエッジ方向の曲げ剛性を向上させることができ、後縁部におけるエッジ方向の荷重に対する座屈強度を向上させることができて、座屈強度の安全率を材料強度の安全率に近づけることができ、さらなる軽量化を図ることができる風車回転翼を具備している。
本発明に係る風力発電用風車によれば、ローターヘッドと風車回転翼の根元部とを連結する回転軸受けやローターヘッド内に設置されて風車翼に回転運動を与える連結軸の軽量化を図ることができ、これら風車回転翼およびローターヘッドを支持するタワーに加わる荷重を低減させることができる。
本発明に係る風車回転翼によれば、エッジ方向の荷重に対する座屈強度を向上させることができ、座屈強度の安全率を材料強度の安全率に近づけることができて、さらなる軽量化を図ることができるという効果を奏する。
本発明の第1実施形態に係る風車回転翼を具備した風力発電用風車を示す側面図である。 本発明の第1実施形態に係る風車回転翼の断面図である。 図2の要部を拡大した断面図である。 本発明の第2実施形態に係る風車回転翼の要部を拡大した断面図であって、図3と同様の図である。 本発明の第3実施形態に係る風車回転翼の要部を拡大した断面図であって、図3と同様の図である。 従来の風車回転翼を示す断面図であって、図2と同様の図である。
以下、本発明に係る風車回転翼の第1実施形態について、図1から図3を参照しながら説明する。
図1は本実施形態に係る風車回転翼を具備した風力発電用風車を示す側面図、図2は本実施形態に係る風車回転翼の断面図、図3は図2の要部を拡大した断面図である。
図1に示すように、風力発電用風車1は、基礎B上に立設される支柱(「タワー」ともいう。)2と、支柱2の上端に設置されるナセル3と、略水平な軸線周りに回転可能にしてナセル3に設けられるローターヘッド4とを有している。
ローターヘッド4には、その回転軸線周りに放射状にして複数枚(例えば、3枚)の風車回転翼5が取り付けられている。これにより、ローターヘッド4の回転軸線方向から風車回転翼5に当たった風の力が、ローターヘッド4を回転軸線周りに回転させる動力に変換されるようになっている。
支柱2は、複数個(例えば、3個)のユニット(図示せず)を上下に連結した構成とされている。
また、ナセル3は、支柱2を構成するユニットのうち、最上部に設けられるユニット上に設置されており、支柱2の上端に取り付けられるナセル台板(図示せず)と、このナセル台板を上方から覆うカバー6とを有している。
図2に示すように、風車回転翼5は、軽量性と強度の両方の要求を満たすスパーキャップ構造とされており、外皮材11と、前縁サンドイッチ材12と、スパーキャップ材(主強度材)13と、後縁サンドイッチ材14と、シアウェブ(桁材)15とを備えている。
外皮材11およびスパーキャップ材13および内皮材17はそれぞれ、繊維強化プラスチック(FRP)で形成(構成)されている。スパーキャップ材13は、繊維強化プラスチックを多層に積層した部材であり、シアウェブ15の背側(図2において上側)の端面および腹側(図2において下側)の端面に接するようにして、風車回転翼5の背側および腹側に、それぞれ一つずつ設けられている。また、スパーキャップ材13とシアウェブ15とは、常温で硬化する接着剤16を介して接続(連結)されている。
前縁サンドイッチ材12および後縁サンドイッチ材14はそれぞれ、外皮材11と内皮材17をスキン材とし、PVC等の樹脂の発泡体や、バルサ等の木材をコア材とするサンドイッチ構造を有している。
そして、このようなスパーキャップ構造では、主として、繊維強化プラスチックで形成されているスパーキャップ材13によって風車回転翼5のフラップ方向の曲げ強度が保たれ、前縁サンドイッチ材12および後縁サンドイッチ材14は、風車回転翼5の座屈強度を保つために補助的に使用されている。
さて、本実施形態に係る風車回転翼5では、後縁サンドイッチ材14の後縁端よりも後縁18側に、後述するオーバーレイ19とともに後縁部を形成する後縁補強材20が設けられている(配置されている)。
図2または図3のいずれかに示すように、後縁補強材20は、風車回転翼5の翼長手方向(図2および図3において紙面に垂直な方向)に強化繊維(図示せず)が配向された繊維強化プラスチックを多層に積層して成形された部材であり、外皮材11の先端部(後縁側の端部)を収容する第1の凹所21と、オーバーレイ19の一側(後縁側)を収容する第2の凹所22とを備えている。第1の凹所21の深さは、常温で硬化する接着剤23を介して外皮材11の先端部を第1の凹所21に取り付けた(接続(連結)した)際に、外皮材11の表面11aと、第2の凹所22の底面22aとが、(略)滑らかな連続面をなすように設定されている。また、第2の凹所22の深さは、外皮材11と後縁補強材20とを結合(連結)するのに必要な厚みを有するオーバーレイ19を第2の凹所22および後述する第3の凹所24に取り付けた(接続(連結)した)際に、外側に露出する外皮材11の表面11aと、オーバーレイ19の表面19aと、後縁補強材20の外側に露出する表面20aとが、(略)滑らかな連続面をなすように設定されている。さらに、第2の凹所22の底面22aから後縁側、翼先端側、翼根側にそれぞれ延びる第2の凹所22の側面22bは、底面22aの側から表面20aに向かって所定の勾配(1/5〜1/20程度)を有している。
一方、外皮材11の先端部には、オーバーレイ19の他側(前縁側)を収容する第3の凹所24を備えている。第3の凹所24の深さは、常温で硬化する接着剤23を介して外皮材11の先端部が第1の凹所21に取り付けられた際に、外皮材11の表面11aと、第2の凹所22の底面22aとが、(略)滑らかな連続面をなすとともに、外皮材11と後縁補強材20とを結合するのに必要な厚みを有するオーバーレイ19を第2の凹所22および第3の凹所24に取り付けた際に、外側に露出する外皮材11の表面11aと、オーバーレイ19の表面19aと、後縁補強材20の外側に露出する表面20aとが、(略)滑らかな連続面をなすように設定されている。また、第3の凹所24の底面をなす外皮材11の表面11aから前縁側、翼先端側、翼根側にそれぞれ延びる第3の凹所24の側面24aは、第3の凹所24の底面をなす外皮材11の表面11aの側から外側に露出する外皮材11の表面11aに向かって所定の勾配(1/5〜1/20程度)を有している。
なお、オーバーレイ19は、常温で硬化する接着剤23を介して外皮材11の先端部を第1の凹所21に取り付けることにより形成された第2の凹所22および第3の凹所24からなる凹所(型)内に、樹脂を含浸させた強化繊維(炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維等)を図3に示すように積層していき、例えば、ローラでしごいて余分な樹脂や空気を絞り出し、常温で放置して硬化させるハンドレイアップ法や、積層された繊維をカバーで覆って真空引きし樹脂を含浸させる真空含浸法により作製される。
本実施形態に係る風車回転翼5によれば、後縁部が変形を生じ難い強固な後縁補強材20によって構成(形成)されることになるので、後縁部におけるエッジ方向の曲げ剛性を向上させることができ、後縁部におけるエッジ方向の荷重に対する座屈強度を向上させることができて、座屈強度の安全率を材料強度の安全率に近づけることができ、さらなる軽量化を図ることができる。
そして、その結果、後縁サンドイッチ材14の幅(コード方向(図2において左右方向)の長さ)が広くなっても、エッジ方向の荷重に対する後縁サンドイッチ材14の座屈強度の低下を防げるので、シアウェブ15のコード方向の間隔、すなわち、前縁側に位置するシアウェブ15と、後縁側に位置するシアウェブ15との間の距離を狭くすることができ、スパーキャップ材13の幅を狭くする(このとき、スパーキャップ材13の断面積は同等に維持しながら、スパーキャップ材13を厚くする)ことができて、フラップ方向の荷重に対するスパーキャップ材13の座屈強度を向上させることができる。
また、外皮材11の先端部が、第1の凹所21内に収められて、接着剤23を介して第1の凹所に固定されるとともに、外皮材11の先端部と、後縁補強材20とが、第2の凹所22および第3の凹所24内に積層されたオーバーレイ19により強固に接続(連結)されることになるので、後縁補強材20が外皮材11の先端部から分離(離脱)してしまうことを防止することができ、翼自体の信頼性を向上させることができる。
さらに、オーバーレイ19は、外側に露出する外皮材11の表面11aと、オーバーレイ19の表面19aと、後縁補強材20の外側に露出する表面20aとが、(略)滑らかな連続面をなすようにして、第2の凹所22および第3の凹所24内に収められているので、後縁部における翼表面を平滑に保つことができ、翼が回転するときに生じる騒音および抗力を抑制することができる。
さらにまた、本実施形態に係る風車回転翼5によれば、後縁補強材20を構成する強化繊維が、翼長手方向に沿って配列されているので、後縁部におけるエッジ方向の曲げ剛性をさらに向上させることができ、後縁部におけるエッジ方向の荷重に対する座屈強度をさらに向上させることができて、座屈強度の安全率を材料強度の安全率にさらに近づけることができ、さらなる軽量化を図ることができる。
さらにまた、本実施形態に係る風車回転翼5を具備した風力発電用風車1によれば、ローターヘッドと風車回転翼の根元部とを連結する回転軸受けやローターヘッド内に設置されて風車翼に回転運動を与える連結軸(図示せず)の軽量化を図ることができ、これら風車回転翼5およびローターヘッド4を支持するタワー2に加わる荷重を低減させることができる。
本発明に係る風車回転翼の第2実施形態について、図4を参照しながら説明する。
図4は本実施形態に係る風車回転翼の要部を拡大した断面図であって、図3と同様の図である。
本実施形態に係る風車回転翼30は、後縁補強材20の代わりに後縁補強材31を備えているという点で上述した第1実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
図4に示すように、本実施形態に係る後縁補強材31は、上述した後縁補強材20の一部(本実施形態では前縁側の端部における中央部)が、PVC等の樹脂の発泡体や、バルサ等の木材からなる軽量コア材32で形成(構成)されたものであり、それ以外の構成は、上述した後縁補強材20と同じである。
本実施形態に係る風車回転翼30によれば、後縁補強材20の一部が、軽量コア材32で形成されているので、後縁補強材31の軽量化および風車回転翼30全体の軽量化を図ることができる。
その他の作用効果は、上述した第1実施形態と同じであるので、ここではその説明を省略する。
本発明に係る風車回転翼の第3実施形態について、図5を参照しながら説明する。
図5は本実施形態に係る風車回転翼の要部を拡大した断面図であって、図3と同様の図である。
本実施形態に係る風車回転翼40では、後縁サンドイッチ材14の後縁端よりも後縁18側に、後述するオーバーレイ41とともに後縁部を形成する後縁補強材42が設けられている(配置されている)。
図4に示すように、後縁補強材42は、風車回転翼40の翼長手方向(図4において紙面に垂直な方向)に強化繊維(図示せず)が配向された繊維強化プラスチックを多層に積層して成形された部材であり、オーバーレイ41の一側(後縁側)を収容する第1の凹所43を備えている。第1の凹所43の深さは、外皮材11と後縁補強材42とを結合(連結)するのに必要な厚みを有するオーバーレイ41を第1の凹所43および後述する第2の凹所44に取り付けた(接続(連結)した)際に、外側に露出する外皮材11の表面11aと、オーバーレイ41の表面41aと、後縁補強材42の外側に露出する表面42aとが、(略)滑らかな連続面をなすように設定されている。また、第1の凹所43の底面43aから後縁側、翼先端側、翼根側にそれぞれ延びる第1の凹所43の側面43bは、底面43aの側から表面42aに向かって所定の勾配(1/5〜1/20程度)を有している。
一方、外皮材11の先端部には、オーバーレイ41の他側(前縁側)を収容する第2の凹所45を備えている。第2の凹所45の深さは、外皮材11と後縁補強材42とを結合(連結)するのに必要な厚みを有するオーバーレイ41を上述した第1の凹所43および第2の凹所45に取り付けた(接続(連結)した)際に、外側に露出する外皮材11の表面11aと、オーバーレイ41の表面41aと、後縁補強材42の外側に露出する表面42aとが、(略)滑らかな連続面をなすように設定されている。また、第2の凹所45の底面45aから前縁側、翼先端側、翼根側にそれぞれ延びる第2の凹所45の側面45bは、底面45aの側から表面11aに向かって所定の勾配(1/5〜1/20程度)を有している。
なお、オーバーレイ41は、第1の凹所43および第2の凹所45からなる凹所(型)内に、樹脂を含浸させた強化繊維(炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維等)を図5に示すように積層していき、例えば、ローラでしごいて余分な樹脂や空気を絞り出し、常温で放置して硬化させるハンドレイアップ法や、積層された繊維をカバーで覆って真空引きし樹脂を含浸させる真空含浸法により作製される。
本実施形態に係る風車回転翼40によれば、後縁部が変形を生じ難い強固な後縁補強材42によって構成(形成)されることになるので、後縁部におけるエッジ方向の曲げ剛性を向上させることができ、後縁部におけるエッジ方向の荷重に対する座屈強度を向上させることができて、座屈強度の安全率を材料強度の安全率に近づけることができ、さらなる軽量化を図ることができる。
そして、その結果、後縁サンドイッチ材14の幅(コード方向(図2において左右方向)の長さ)が広くなっても、エッジ方向の荷重に対する後縁サンドイッチ材14の座屈強度の低下を防げるので、シアウェブ15のコード方向の間隔、すなわち、前縁側に位置するシアウェブ15と、後縁側に位置するシアウェブ15との間の距離を狭くする(このとき、スパーキャップ材13の断面積は同等に維持しながら、スパーキャップ材13を厚くする)ことができ、スパーキャップ材13の幅を狭くすることができて、フラップ方向の荷重に対するスパーキャップ材13の座屈強度を向上させることができる。
また、外皮材11の先端部と、後縁補強材42とが、第1の凹所43および第2の凹所45内に積層されたオーバーレイ41により強固に接続(連結)されることになるので、後縁補強材42が外皮材11の先端部から分離(離脱)してしまうことを防止することができ、翼自体の信頼性を向上させることができる。
さらに、オーバーレイ41は、外側に露出する外皮材11の表面11aと、オーバーレイ41の表面41aと、後縁補強材42の外側に露出する表面42aとが、(略)滑らかな連続面をなすようにして、第1の凹所43および第2の凹所45内に収められているので、後縁部における翼表面を平滑に保つことができ、翼が回転するときに生じる騒音および抗力を抑制することができる。
さらにまた、後縁補強材42には、第1の凹所43のみが形成されることになるので、後縁補強材42の加工工数を最小限とすることができ、製作効率を向上させることができる。
さらにまた、本実施形態に係る風車回転翼40によれば、後縁補強材42を構成する強化繊維が、翼長手方向に沿って配列されているので、後縁部におけるエッジ方向の曲げ剛性をさらに向上させることができ、後縁部におけるエッジ方向の荷重に対する座屈強度をさらに向上させることができて、座屈強度の安全率を材料強度の安全率にさらに近づけることができ、さらなる軽量化を図ることができる。
さらにまた、本実施形態に係る風車回転翼40を具備した風力発電用風車1によれば、ローターヘッドと風車回転翼の根元部とを連結する回転軸受けやローターヘッド内に設置されて風車翼に回転運動を与える連結軸(図示せず)の軽量化を図ることができ、これら風車回転翼40およびローターヘッド4を支持するタワー2に加わる荷重を低減させることができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更・変形が可能である。
例えば、後縁補強材20,31,42はいずれも、図1に示す構造を有する風車回転翼のみに適用され得るものではなく、ボックス構造のシアウェブを備えた風車回転翼等にも適用することができる。
また、後縁補強材20,31,42はいずれも、後縁サンドイッチ材14を有する風車回転翼のみに適用され得るものではなく、後縁サンドイッチ材14を有しない風車回転翼等にも適用することができる。
1 風力発電用風車
2 支柱(タワー)
3 ナセル
4 ローターヘッド
5 風車回転翼
6 ナセルカバー
11 外皮材
11a 表面
12 前縁サンドイッチ材
13 スパーキャップ材(主強度材)
14 後縁サンドイッチ材
15 シアウェブ(桁材)
16 接着剤
17 内皮材
18 後縁
19 オーバーレイ
19a 表面
20 後縁補強材
20a 表面
21 第1の凹所
22 第2の凹所
22a 底面
22b 側面
23 接着剤
24 第3の凹所
24a 側面
30 風車回転翼
31 後縁補強材
32 軽量コア材
40 風車回転翼
41 オーバーレイ
41a 表面
42 後縁補強材
42a 表面
43 第1の凹所
43a 底面
43b 側面
45 第2の凹所
45a 底面
45b 側面
100 風車回転翼
B 基礎

Claims (5)

  1. 繊維強化プラスチックで形成された外皮材と、桁材と、後縁部を形成する後縁補強材とを有する風車回転翼であって、
    前記後縁補強材が、前記外皮材の後縁側の端部を収容する第1の凹所と、オーバーレイの後縁側を収容する第2の凹所とを備え、
    前記外皮材の後縁側の先端部には、前記オーバーレイの前縁側を収容する第3の凹所が設けられているとともに、
    前記外皮材の先端部は、接着剤を介して前記第1の凹所に固定されていることを特徴とする風車回転翼。
  2. 繊維強化プラスチックで形成された外皮材と、桁材と、後縁部を形成する後縁補強材とを有する風車回転翼であって、
    前記後縁補強材が、オーバーレイの後縁側を収容する第1の凹所を備え、
    前記外皮材の後縁側の先端部には、前記オーバーレイの前縁側を収容する第2の凹所が設けられていることを特徴とする風車回転翼。
  3. 前記外皮材の外側に露出する表面と、前記オーバーレイの表面と、前記後縁補強材の外側に露出する表面とが、滑らかな連続面をなすようにして形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の風車回転翼。
  4. 前記後縁補強材の一部が、軽量コア材でできていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の風車回転翼。
  5. 請求項1から4のいずれか一項に記載の風車回転翼を備えてなることを特徴とする風力発電用風車。
JP2009296159A 2009-12-25 2009-12-25 風車回転翼 Expired - Fee Related JP5484892B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009296159A JP5484892B2 (ja) 2009-12-25 2009-12-25 風車回転翼
AU2010336271A AU2010336271A1 (en) 2009-12-25 2010-12-24 Wind turbine rotor blade and wind-generating wind turbine
EP10839556.7A EP2518313A4 (en) 2009-12-25 2010-12-24 ROTATING WIND TURBINE AND AEROMOTOR PRODUCING WIND ENERGY
PCT/JP2010/073347 WO2011078326A1 (ja) 2009-12-25 2010-12-24 風車回転翼および風力発電用風車
US13/072,141 US8480371B2 (en) 2009-12-25 2011-03-25 Wind turbine rotor blade and wind-generating wind turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009296159A JP5484892B2 (ja) 2009-12-25 2009-12-25 風車回転翼

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011137391A JP2011137391A (ja) 2011-07-14
JP5484892B2 true JP5484892B2 (ja) 2014-05-07

Family

ID=44195851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009296159A Expired - Fee Related JP5484892B2 (ja) 2009-12-25 2009-12-25 風車回転翼

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8480371B2 (ja)
EP (1) EP2518313A4 (ja)
JP (1) JP5484892B2 (ja)
AU (1) AU2010336271A1 (ja)
WO (1) WO2011078326A1 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5536103B2 (ja) * 2009-12-25 2014-07-02 三菱重工業株式会社 風車回転翼
JP5427597B2 (ja) * 2009-12-25 2014-02-26 三菱重工業株式会社 風車回転翼
JP5670434B2 (ja) * 2011-12-09 2015-02-18 三菱重工業株式会社 風車翼の製造方法及び風車翼
JP2013181437A (ja) * 2012-02-29 2013-09-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風車回転翼
CN105508142B (zh) * 2014-10-15 2018-06-05 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种多梁结构大尺寸风电叶片及其的制作方法
US10612517B2 (en) 2017-03-09 2020-04-07 General Electric Company Flexible extension for wind turbine rotor blades
AU2019242899C1 (en) * 2018-03-28 2023-10-26 Zoltek Corporation Electrically conductive adhesive
JP2019183806A (ja) * 2018-04-17 2019-10-24 株式会社日立製作所 風車ブレード及び風力発電システム
CN112313407A (zh) * 2018-05-04 2021-02-02 通用电气公司 用于风力涡轮转子叶片的柔性延伸部
CN113958447B (zh) * 2021-11-10 2022-07-22 常州市宏发纵横新材料科技股份有限公司 一种模块化风电叶片弦向分块连接结构

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4821720Y1 (ja) * 1968-04-18 1973-06-25
JPS48104118U (ja) * 1972-03-04 1973-12-05
US4329119A (en) * 1977-08-02 1982-05-11 The Boeing Company Rotor blade internal damper
DE3113079C2 (de) * 1981-04-01 1985-11-21 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Aerodynamischer Groß-Flügel und Verfahren zu dessen Herstellung
JP2000120524A (ja) * 1998-10-16 2000-04-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風車翼
JP2001165033A (ja) * 1999-12-10 2001-06-19 Tenryu Ind Co Ltd 風力発電機用のプロペラブレードとその製造方法、及びプロペラブレード用の主桁とその製造方法
DE19962454A1 (de) * 1999-12-22 2001-07-05 Aerodyn Eng Gmbh Rotorblatt für Windenergieanlagen
NL1024463C2 (nl) * 2003-10-06 2005-04-07 Polymarin Holding B V Rotor voor gebruik in een windturbine en werkwijze voor het maken van de rotor.
JP4699255B2 (ja) 2006-03-24 2011-06-08 三菱重工業株式会社 風車翼
US7811063B2 (en) * 2006-11-03 2010-10-12 General Electric Company Damping element for a wind turbine rotor blade
DK2104785T3 (da) * 2007-01-16 2014-10-13 Bladena Aps Forstærket vindturbineblad
US20100068065A1 (en) * 2007-01-29 2010-03-18 Find Molholt Jensen Wind turbine blade
US7918653B2 (en) * 2007-02-07 2011-04-05 General Electric Company Rotor blade trailing edge assemby and method of use
US7901189B2 (en) * 2007-05-14 2011-03-08 General Electric Company Wind-turbine blade and method for reducing noise in wind turbine

Also Published As

Publication number Publication date
US20110171036A1 (en) 2011-07-14
JP2011137391A (ja) 2011-07-14
AU2010336271A1 (en) 2012-02-23
US8480371B2 (en) 2013-07-09
EP2518313A4 (en) 2014-05-21
EP2518313A1 (en) 2012-10-31
WO2011078326A1 (ja) 2011-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5484892B2 (ja) 風車回転翼
JP5536103B2 (ja) 風車回転翼
US9951750B2 (en) Rotor blade with interior shelf for a flat plate spar cap
DK2363599T3 (en) A rotor blade for a wind turbine, wind turbine and method of producing a rotor blade
CN205330872U (zh) 转子叶片构件和转子叶片
EP2309124B1 (en) Windmill vane and wind power generator utilizing the same
JP5427597B2 (ja) 風車回転翼
WO2011077881A1 (ja) 風車翼及びそれを用いた風力発電装置
CN104114856A (zh) 风轮机叶片
JP2011137386A (ja) 風車回転翼および風車回転翼の製造方法
JP2011137386A5 (ja)
US20130189113A1 (en) Wind turbine rotor blade with trailing edge comprising rovings
US20170002792A1 (en) Corrugated pre-cured laminate plates for use within wind turbine rotor blades
JP2011137388A5 (ja)
CN114630959A (zh) 风力涡轮机叶片
CN114375368A (zh) 风力涡轮机叶片
US20240018938A1 (en) Wind turbine blade having buckling-resistant spar caps
JP2024062016A (ja) 風車翼
JP2012202359A (ja) 風車翼

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130528

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140121

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140219

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5484892

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees