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風車ブレードのレセプター取付構造 UPDATE

国内特許コード P190016240
掲載日 2019年8月13日
出願番号 特願2016-174188
公開番号 特開2018-040280
出願日 平成28年9月7日(2016.9.7)
公開日 平成30年3月15日(2018.3.15)
発明者
  • 箕田 充志
  • 上野 敏之
  • 守谷 吉弘
出願人
  • 島根県
  • 株式会社守谷刃物研究所
発明の名称 風車ブレードのレセプター取付構造 UPDATE
発明の概要 【課題】落雷による風力発電装置の風車ブレードに取付けるレセプター及びその周辺の破損を防止する。
【解決手段】この発明の風車ブレードへのレセプター取付構造は、絶縁材からなるブレード4の表面に対し、導電性を備えダウンコンダクターに接続されて受雷部を構成するプレート状のレセプター6を取付けた風車ブレードへのレセプターの取付構造であって、上記レセプター6のブレード4表面への取付面における外周縁側と、該ブレード4表面とを密着させるか、或いは、上記レセプター6の前記取付面の外周縁側と、前記ブレード4表面との間の隙間Sを0.1mm以下に保持させる。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要

従来風力発電機の落雷被害はブレード表面の黒焦げ程度の軽微なものから、ブレードの爆散のような致命的なものまで深刻度に幅がある。特に風力発電機における大規模な水蒸気爆発については、ブレード内の空洞部に侵入した水分に雷電流が通電し、ブレードそのものが爆散する非常に深刻な被害が発生することが知られている。なお日本の冬季雷のエネルギーは非常に大きく、レセプターの耐性が不十分な例も多い。

一方、小規模な水蒸気爆発はレセプター周囲で発生し、この発生部分でのレセプターの溶損が観察されていたが、その程度は比較的軽微であり、その場所もレセプター近傍に限定され、その時点で風力発電機能に大きい影響を与えないこともあり、見逃される傾向にあった。

しかしレセプターの損傷や溶損はその後の落雷で被害が深刻化する危険があり、特に破損が小規模であってもレセプター機能が喪失すると落雷時のブレードの損傷は重大なものとなるほか、ブレードやレセプターの小規模な損傷であっても、その補修には発電機を停止し、山頂や丘陵地等の作業条件の悪い中での高所作業が必要になる。

これに対し、従来特許文献1,2に示されるように、ブレードの表面にレセプターの一部を露出させて埋設する埋め込み式と、プレート状のレセプターを表面にボルト付けするものが知られているが、いずれのレセプターも落雷によりレセプター周囲のブレード表面やレセプター自体の溶損が生じるという問題があり、十分な解決策が得られていない。

産業上の利用分野

この発明は風力発電機や各種電力源として使用される風車における風車ブレードのレセプター取付構造に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
絶縁材からなるブレード(4)の表面に対し、導電性を備えダウンコンダクターに接続されて受雷部を構成するプレート状のレセプター(6)を取付けた風車ブレードへのレセプターの取付構造であって、上記レセプター(6)のブレード(4)表面への取付面における外周縁側と、該ブレード(4)表面とを密着させるか、或いは、上記レセプター(6)の前記取付面の外周縁側と、前記ブレード(4)表面との間の隙間(S)を0.1mm以下に保持させた風車ブレードのレセプター取付構造。

【請求項2】
レセプター(6)を取付けるブレード(4)の表面が緩やかなカーブに湾曲形成され、レセプター(6)とブレード(4)の取付面のいずれか一方又は両方の面を両面が適合し合うように予め調整してなる請求項1に記載の風車ブレードのレセプター取付構造。

【請求項3】
レセプター(6)を取付けるブレード(4)の表面が緩やかなカーブに湾曲形成され、レセプター(6)を剛性を備えた材質で板厚1~6mm,直径30~80mmの円板状に形成した請求項1又は2に記載の風車ブレードのレセプター取付構造。

【請求項4】
レセプター(6)として金属と炭素材料とを焼結させて得られる複合材からなり、該複合材に含まれる炭素材料は、該複合材の総体積を基準として10~80体積%で且つ理想密度の95%以上まで焼結されてなる請求項1~3のいずれかに記載の風車ブレードのレセプター取付構造。

【請求項5】
前記炭素材料には鱗状黒鉛粉末が含まれ、該鱗状黒鉛粉末には、熱伝導容易面の法線ベクトルに対して、傾きが20°以上となる法線ベクトルによって規定される鱗状面を有する第1鱗状黒鉛粉末と、傾きが10°以下となる法線ベクトルによって規定される鱗状面を有する第2鱗状黒鉛粉末との少なくとも2種類が含まれ、前記第1鱗状黒鉛粉末の鱗状黒鉛粉末の全体に対しての含有率は12%以下であり、前記第2鱗状黒鉛粉末の鱗状黒鉛粉末の全体に対しての含有率は55%以上である請求項4に記載の風車ブレードのレセプター取付構造。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
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