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公開番号2024149041
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2023062703
出願日2023-04-07
発明の名称保護層形成装置および保護層形成装置の制御方法
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F03D 80/00 20160101AFI20241010BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】施工時間を短くしつつ、所望の厚さや品質を有する保護層を得る。
【解決手段】保護層形成部110と、保護層形成部110を翼長方向に移動させる移動機構と、移動機構に取り付けて保護層形成部110の施工方向が施工範囲FAと対向するように保護層形成部110の風車翼本体5aの翼厚方向の位置および保護層形成部110の向きを調整する多関節ロボット130と、制御部と、を備え、保護層形成部110は、第1軸線X1を中心とした第1施工範囲SA1に第1の施工材料を吹き付けて保護層を形成する第1吹付部111と、第2軸線X2を中心とした第2施工範囲SA2に第2の施工材料を吹き付けて保護層を形成する第2吹付部112と、第1軸線X1に対する第2軸線X2の翼長方向に直交する平面における傾斜角度θ1を変更する第1間隔調整部114と、を有する保護層形成装置を提供する。
【選択図】図11
特許請求の範囲【請求項１】
ＦＲＰによって形成された風車翼本体の翼長方向における先端部でかつ前縁部の施工範囲に保護層を形成する保護層形成装置であって、
施工材料を搬送ガスによって前記施工範囲に吹き付けて保護層を形成する保護層形成部と、
前記保護層形成部を前記風車翼本体の前記翼長方向に移動させる移動機構と、
前記移動機構に取り付けられるとともに前記保護層形成部の施工方向が前記施工範囲と対向するように前記保護層形成部の前記風車翼本体の翼厚方向の位置および前記保護層形成部の向きを調整する調整機構と、
前記保護層形成部と前記移動機構と前記調整機構とを制御する制御部と、を備え、
前記保護層形成部は、
第１軸線を中心とした第１施工範囲に第１の前記施工材料を吹き付けて前記保護層を形成する第１吹付部と、
第２軸線を中心とした第２施工範囲に第２の前記施工材料を吹き付けて前記保護層を形成する第２吹付部と、
前記第１軸線に対する前記第２軸線の前記翼長方向に直交する平面における傾斜角度を変更する角度変更部と、を有する保護層形成装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記保護層形成部が配置される前記翼長方向および前記翼厚方向の位置における前記風車翼本体の形状を取得する取得部を備え、
前記制御部は、前記取得部が取得した前記形状に応じた前記傾斜角度となるように前記角度変更部を制御する請求項１に記載の保護層形成装置。
【請求項３】
前記取得部は、前記風車翼本体の前記翼厚方向に沿った曲率を取得し、
前記制御部は、前記取得部が取得した前記曲率に応じた前記傾斜角度となるように前記角度変更部を制御する請求項２に記載の保護層形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１軸線が前記風車翼本体の表面に直交するように前記調整機構を制御し、かつ前記第２軸線が前記風車翼本体の表面に直交するように前記角度変更部を制御する請求項２に記載の保護層形成装置。
【請求項５】
前記角度変更部は、
前記第１吹付部の前記第１軸線に沿った一端側と前記第２吹付部の前記第２軸線に沿った一端側とを連結する連結部材と、
前記第１吹付部の前記第１軸線に沿った他端側と前記第２吹付部の前記第２軸線に沿った他端側との間隔を調整する間隔調整部と、を有する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の保護層形成装置。
【請求項６】
前記保護層形成部は、
前記第１吹付部の前記第１軸線に沿った一端側と前記第２吹付部の前記第２軸線に沿った一端側との間隔を調整する第１調整部と、
前記第１吹付部の前記第１軸線に沿った他端側と前記第２吹付部の前記第２軸線に沿った他端側との間隔を調整する第２調整部と、を有する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の保護層形成装置。
【請求項７】
ＦＲＰによって形成された風車翼本体の翼長方向における先端部でかつ前縁部の施工範囲に保護層を形成する保護層形成装置の制御方法であって、
前記保護層形成装置は、
施工材料を搬送ガスによって前記施工範囲に吹き付けて保護層を形成する保護層形成部を備え、
前記保護層形成部は、
第１軸線を中心とした第１施工範囲に第１の前記施工材料を吹き付けて前記保護層を形成する第１吹付部と、
第２軸線を中心とした第２施工範囲に第２の前記施工材料を吹き付けて前記保護層を形成する第２吹付部と、を有し、
前記保護層形成部の施工方向が前記施工範囲と対向するように記保護層形成部の前記風車翼本体の翼厚方向の位置および前記保護層形成部の向きを調整する調整工程と、
前記第１軸線に対する前記第２軸線の前記翼長方向に直交する平面における傾斜角度を変更する角度変更工程と、
前記保護層形成部を前記風車翼本体の前記翼長方向に移動させるとともに前記保護層形成部により前記保護層を形成する保護層形成工程と、を備える保護層形成装置の制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、保護層形成装置および保護層形成装置の制御方法に関するものである。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
風車ロータの回転に伴い、風車翼が空気中の異物（例えば雨滴や塵埃等）と衝突して浸食されることにより、風車翼の前縁側にエロージョンが発生する。このエロージョンから風車翼を保護するために、風車翼の前縁部に耐エロージョン用の保護層を形成することが知られている（特許文献１参照）。また、移動装置により移動する吹付部から施工材料を施工対象物に吹き付けることにより施工対象物の表面に保護層を形成することが知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１７５８３０号公報
特開２０２２－１０３６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
風車翼の前縁部に保護層を形成する場合、風車翼の前縁部の翼長方向の長さが長いため、特許文献２のように単一の吹付部を用いて保護層を形成しようとすると施工時間が長くなってしまう。そこで、移動装置に複数の吹付部を取り付け、複数の吹付部から同時に保護層の形成を行うことで、保護層を形成する領域を広くして施工時間を短くすることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、風車翼の前縁部は翼弦方向に沿った曲率の変化が大きいため、複数の吹付部から同時に保護層の形成を行うと、所望の保護層が得られない可能性がある。例えば、前縁部が翼弦方向に沿った曲率の変化が大きい領域において、一方の吹付部が風車翼の表面の施工材料を吹き付ける角度と、他方の吹付部が風車翼の表面の施工材料を吹き付ける角度とが大きく異なってしまうと、一方の吹付部により形成される保護層の厚さおよび品質と、他方の吹付部により形成される保護層の厚さおよび品質とが大きく異なってしまう可能性がある。この場合、風車翼の前縁部の各領域に適切な保護層を形成することができない可能性がある。
【０００６】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、風車翼本体の翼長方向における先端部でかつ前縁部に保護層を形成するための施工時間を短くしつつ、所望の厚さや品質を有する保護層を得ることが可能な保護層形成装置および保護層形成装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る保護層形成装置は、ＦＲＰによって形成された風車翼本体の翼長方向における先端部でかつ前縁部の施工範囲に保護層を形成する保護層形成装置であって、施工材料を搬送ガスによって前記施工範囲に吹き付けて保護層を形成する保護層形成部と、前記保護層形成部を前記風車翼本体の前記翼長方向に移動させる移動機構と、前記移動機構に取り付けられるとともに前記保護層形成部の施工方向が前記施工範囲と対向するように前記保護層形成部の前記風車翼本体の翼厚方向の位置および前記保護層形成部の向きを調整する調整機構と、前記保護層形成部と前記移動機構と前記調整機構とを制御する制御部と、を備え、前記保護層形成部は、第１軸線を中心とした第１施工範囲に第１の前記施工材料を吹き付けて前記保護層を形成する第１吹付部と、第２軸線を中心とした第２施工範囲に第２の前記施工材料を吹き付けて前記保護層を形成する第２吹付部と、前記第１軸線に対する前記第２軸線の前記翼長方向に直交する平面における傾斜角度を変更する角度変更部と、を有する。
【０００８】
本開示の一態様に係る保護層形成装置の制御方法は、ＦＲＰによって形成された風車翼本体の翼長方向における先端部でかつ前縁部の施工範囲に保護層を形成する保護層形成装置の制御方法であって、前記保護層形成装置は、施工材料を搬送ガスによって前記施工範囲に吹き付けて保護層を形成する保護層形成部を備え、前記保護層形成部は、第１軸線を中心とした第１施工範囲に第１の前記施工材料を吹き付けて前記保護層を形成する第１吹付部と、第２軸線を中心とした第２施工範囲に第２の前記施工材料を吹き付けて前記保護層を形成する第２吹付部と、を有し、前記保護層形成部の施工方向が前記施工範囲と対向するように記保護層形成部の前記風車翼本体の翼厚方向の位置および前記保護層形成部の向きを調整する調整工程と、前記第１軸線に対する前記第２軸線の前記翼長方向に直交する平面における傾斜角度を変更する角度変更工程と、前記保護層形成部を前記風車翼本体の前記翼長方向に移動させるとともに前記保護層形成部により前記保護層を形成する保護層形成工程と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、風車翼本体の翼長方向における先端部でかつ前縁部に保護層を形成するための施工時間を短くしつつ、所望の厚さや品質を有する保護層を得ることが可能な保護層形成装置および保護層形成装置の制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の一実施形態に係る風車翼を用いた風力発電装置を示した概略構成図である。
風車翼を示した平面図である。
図２の風車翼の正面図である。
図２及び図３に示した風車翼の横断面図である。
保護層の形成時の風車翼の設置状態を示した正面図である。
図５の支持位置における横断面図である。
風車翼の先端に形成された保護層の施工範囲を示した部分拡大正面図である。
保護層の形成の順序を示した部分拡大正面図である。
本実施形態の保護層形成装置と翼厚方向における保護層の形成方向を示した部分拡大横断面図である。
本実施形態の保護層形成装置の制御構成を示すブロック図である。
図９のＡ部分に保護層形成部を配置した状態を示す正面図である。
本実施形態の保護層形成装置の制御方法を示すフローチャートである。
図９のＢ部分に保護層形成部を配置した状態を示す正面図である。
図９のＡ部分に変形例に係る保護層形成部を配置した状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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