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公開番号2025044593
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-02
出願番号2023152265
出願日2023-09-20
発明の名称風車翼の保護層範囲決定方法及び風車翼
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 20160101AFI20250326BHJP(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】保護層の範囲を適正に設定することができ、エロージョンによる損傷を可及的に防止できる風車翼の保護層範囲決定方法を提供する。
【解決手段】FRPによって形成された風車翼本体5aの翼長方向における前縁16の周囲の翼面に形成される保護層の範囲を決定する風車翼の保護層範囲決定方法である。前縁16に向かう雨滴の流入方向及び流入速度を設定する工程と、翼長方向に直交する複数の横断面における翼面の前縁16の周囲における各位置の法線方向の速度成分となる面直速度V1,V2を、雨滴の流入方向及び流入速度から得る工程と、面直速度の閾値を設定する工程と、面直速度が閾値以上になる前縁16の周囲の範囲を、保護層を形成する範囲として決定する工程と、を有する。
【選択図】図5
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前縁部の翼面に形成される保護層の範囲を決定する風車翼の保護層範囲決定方法であって、
前記前縁部に向かう粒子の衝突方向及び衝突速度を設定する工程と、
前記翼長方向に直交する複数の横断面における前記翼面の前記前縁部における各位置の法線方向の速度成分となる面直速度を、前記粒子の前記衝突方向及び前記衝突速度から得る工程と、
前記面直速度の閾値を設定する工程と、
前記面直速度が前記閾値以上になる前記前縁部の範囲を、前記保護層を形成する範囲として決定する工程と、
を有する風車翼の保護層範囲決定方法。
続きを表示（約 220 文字）【請求項２】
ＦＲＰによって形成された風車翼本体と、
前記風車翼本体の翼長方向における前縁部の翼面に形成された保護層と、
を備え、
前記保護層は、前記翼長方向に直交する横断面における前記翼面の背側方向の幅よりも、腹側方向の幅の方が小さい風車翼。
【請求項３】
前記横断面における前記保護層の幅が、翼先端側の前記横断面よりも翼根側の前記横断面の方が小さい領域が存在する請求項２に記載の風車翼。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、風車翼の保護層範囲決定方法及び風車翼に関するものである。
続きを表示（約 1,400 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の粒子）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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１７５８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、保護層の形成範囲については、風車翼本体の前縁から背側及び腹側にわたって所定範囲とするだけで、特に適正化については検討されていない。保護層の範囲が適正とされていない場合は、風車翼本体にエロージョンが発生し、風車翼の補修や交換が必要となるおそれがある。
【０００５】
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、保護層の範囲を適正に設定することができ、エロージョンによる損傷を可及的に防止できる風車翼の保護層範囲決定方法及び風車翼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】
【０００６】
本開示の一態様に係る風車翼の保護層範囲決定方法は、ＦＲＰによって形成された風車翼本体の翼長方向における前縁部の翼面に形成される保護層の範囲を決定する風車翼の保護層範囲決定方法であって、前記前縁部に向かう粒子の衝突方向及び衝突速度を設定する工程と、前記翼長方向に直交する複数の横断面における前記翼面の前記前縁部における各位置の法線方向の速度成分となる面直速度を、前記粒子の前記衝突方向及び前記衝突速度から得る工程と、前記面直速度の閾値を設定する工程と、前記面直速度が前記閾値以上になる前記前縁部の範囲を、前記保護層を形成する範囲として決定する工程と、を有する。
【０００７】
本開示の一態様に係る風車翼は、ＦＲＰによって形成された風車翼本体と、前記風車翼本体の翼長方向における前縁部の翼面に形成された保護層と、を備え、前記保護層は、前記翼長方向に直交する横断面における前記翼面の背側方向の幅よりも、腹側方向の幅の方が小さい。
【発明の効果】
【０００８】
保護層の範囲を適正に設定することができ、エロージョンによる損傷を可及的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
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。
図４のＤ部における部分拡大図である。
面直速度を示したグラフである。
各位置の翼断面を示した横断面図である。
図６のグラフに面直速度の閾値を加えたグラフである。
保護層の範囲を模式的に示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本開示に係る一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、風力発電装置１は、設置面Ｂ上に立設されたタワー３と、タワー３の上端に設置されたナセル６と、略水平な軸線周りに回転可能にしてナセル６に設けられたローターヘッド４とを有している。
（【００１１】以降は省略されています）

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