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JP2005147085A - Blade of horizontal axis wind mill - Google Patents

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JP2005147085A
JP2005147085A JP2003389348A JP2003389348A JP2005147085A JP 2005147085 A JP2005147085 A JP 2005147085A JP 2003389348 A JP2003389348 A JP 2003389348A JP 2003389348 A JP2003389348 A JP 2003389348A JP 2005147085 A JP2005147085 A JP 2005147085A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blade
wing portion
horizontal axis
axis wind
outer wing
Prior art date
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Pending
Application number
JP2003389348A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeo Yoshida
茂雄 吉田
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.)
Subaru Corp
Original Assignee
Fuji 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 Fuji Heavy Industries Ltd filed Critical Fuji Heavy Industries Ltd
Priority to JP2003389348A priority Critical patent/JP2005147085A/en
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a blade of a horizontal axis wind mill capable of improving transportation property greatly and reducing fluctuation load acting on the blade greatly. <P>SOLUTION: This blade 10 of the horizontal axis wind mill has a divided structure constituted by dividing into an inner blade part 12 on a blade root side and an outer blade part 13 on a blade end side in substantially central part in the direction of length. The outer blade part 13 is turnably connected with the inner blade part 12 through a hinge 14 in the directions F<SB>1</SB>, F<SB>2</SB>of flapping. A detachable spring 15 is provided between the inner blade part 12 and the outer blade part 13. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、水平軸風車のブレードに関する。   The present invention relates to a blade of a horizontal axis wind turbine.

従来より、水平軸風車を用いた風力発電システムが実用化されている。かかる風力発電システムの発電量（定格出力）は、水平軸風車のロータ半径（ブレード長）に比例する。例えば、図４に示すように、長さ「２０ｍ」のブレードを有する水平軸風車は「５００ｋＷ」級の定格出力を有するのに対し、長さ「４０ｍ」のブレードを有する水平軸風車は「２０００ｋＷ」級の定格出力を有することとなり、大きな電力需要に応え得る。このため、現在においては水平軸風車の大型化が進められている。   Conventionally, a wind power generation system using a horizontal axis wind turbine has been put into practical use. The power generation amount (rated output) of such a wind power generation system is proportional to the rotor radius (blade length) of the horizontal axis wind turbine. For example, as shown in FIG. 4, a horizontal axis wind turbine having a blade of “20 m” has a rated output of “500 kW”, whereas a horizontal axis wind turbine having a blade of “40 m” is “2000 kW”. It has a rated output of “class” and can meet a large power demand. For this reason, the size of horizontal axis wind turbines is currently increasing.

ところで、従来の水平軸風車のブレードは、翼根側から翼端側まで一体的に成形された長尺の外皮と、この外皮の内部に配置される主桁と、から構成されるのが一般的である。このブレードは、工場で製作された後に所望の設置場所に輸送され、その設置場所でタワーに取り付けられることとなる。   By the way, a blade of a conventional horizontal axis wind turbine is generally composed of a long outer skin integrally formed from the blade root side to the blade tip side, and a main girder arranged inside the outer skin. Is. After the blade is manufactured in the factory, the blade is transported to a desired installation location and attached to the tower at the installation location.

しかし、大型の水平軸風車を製造するために長大なブレードを製作すると、所望の設置場所にブレードを輸送することが困難ないし不可能となる。このような問題を解決するために、近年においては、長大なブレードを長さ方向に分割して輸送し、ボルトや積層板等を用いて、分割されたブレードを設置場所で連結する技術が種々提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。   However, if a long blade is manufactured to manufacture a large horizontal axis wind turbine, it is difficult or impossible to transport the blade to a desired installation location. In order to solve such problems, in recent years, there are various techniques for transporting long blades divided in the length direction, and connecting the divided blades at the installation site using bolts, laminated plates, etc. (For example, refer nonpatent literature 1).

また、水平軸風車が大型となると、風向・風速の時間的な変動のほか、風の乱れやタワーの影響等による風向・風速の空間的な変動に起因して、ブレードに大きな変動荷重が作用する。かかる変動荷重は、ブレード自体や風車全体に大きな負荷を与えるとともに振動発生の要因となるため、近年においては、このような変動荷重を軽減するために、ブレードの翼根部近傍の回転軸を中心としたフラッピング運動を可能にする技術が採用されている（例えば、非特許文献２参照。）。
Dutton etal.、“Design Concepts For Sectional Wind Turbine Blades”、1999 European Wind Energy Conference、フランス国、１９９９年３月、p.２８５−２８８ Boersma、“Lagerwey Windturbine B.V.”、第２０回記念国際風力エネルギー利用シンポジウム、平成１０年、p.２９−４１ In addition, when the horizontal axis wind turbine becomes large, large fluctuation loads are applied to the blades due to temporal fluctuations in wind direction and wind speed as well as spatial fluctuations in wind direction and wind speed due to wind turbulence and the influence of towers. To do. Since such a fluctuating load gives a large load to the blade itself and the entire wind turbine and causes vibrations, in recent years, in order to reduce such fluctuating load, the rotation axis near the blade root of the blade is the center. The technique which enables the flapping motion which was made is employ | adopted (for example, refer nonpatent literature 2).
Dutton etal., “Design Concepts For Sectional Wind Turbine Blades”, 1999 European Wind Energy Conference, France, March 1999, p.285-288. Boersma, “Lagerwey Windturbine BV”, 20th International Wind Energy Utilization Symposium, 1998, p.29-41

しかし、長大なブレードの輸送性を向上させる目的で非特許文献１に記載の技術を採用しても、ブレードに作用する変動荷重を軽減することはできなかった。また、非特許文献１に記載の技術を採用すると、分割されたブレードを連結するために種々の専用工具を準備する必要があるとともに、連結作業に時間と労力を要するという問題がある。   However, even if the technique described in Non-Patent Document 1 is employed for the purpose of improving the transportability of a long blade, the fluctuating load acting on the blade cannot be reduced. In addition, when the technique described in Non-Patent Document 1 is employed, various dedicated tools need to be prepared to connect the divided blades, and there is a problem that time and labor are required for the connection work.

また、大型の水平軸風車のブレードに作用する変動荷重を軽減する目的で非特許文献２等に記載の技術を採用しても、ブレードが長大となった場合における輸送性の問題は解決されていなかった。   Further, even if the technique described in Non-Patent Document 2 or the like is employed for the purpose of reducing the fluctuating load acting on the blade of a large horizontal axis wind turbine, the problem of transportability when the blade becomes long is solved. There wasn't.

本発明の課題は、水平軸風車のブレードにおいて、輸送性を大幅に向上させると同時に、ブレードに作用する変動荷重を大幅に軽減することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to greatly improve the transportability of a blade of a horizontal axis wind turbine and at the same time to greatly reduce the fluctuating load acting on the blade.

以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、水平軸風車のブレードであって、長さ方向中央部において翼根側の内翼部と翼端側の外翼部とに分割される分割構造を有するとともに、ヒンジを介して前記外翼部が前記内翼部に対してフラッピング方向に回動自在に連結され、かつ、前記内翼部と前記外翼部との間に着脱自在な弾性体が設けられることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the invention according to claim 1 is a blade of a horizontal axis wind turbine, and includes a blade root side inner blade portion and a blade tip side outer blade portion at a central portion in the length direction. The outer wing portion is connected to the inner wing portion so as to be rotatable in a flapping direction via a hinge, and the inner wing portion and the outer wing portion are interposed. And a removable elastic body.

請求項１に記載の発明によれば、ブレードは、長さ方向中央部において翼根側の内翼部と翼端側の外翼部とに分割される分割構造を有するとともに、ヒンジを介して外翼部が内翼部に対してフラッピング方向に回動自在に連結されている。   According to the first aspect of the present invention, the blade has a divided structure that is divided into the inner wing portion on the blade root side and the outer wing portion on the blade tip side in the central portion in the length direction, and via the hinge. The outer wing is connected to the inner wing so as to be rotatable in the flapping direction.

従って、輸送時においては、ヒンジを中心に外翼部を内翼部に対して略１８０°回動させて折り畳んでブレードの長さを約半分にすることができる。従って、輸送性を大幅に向上させることができる。また、ブレードはヒンジを介して予め連結されているため、風車建設時においては、折り畳まれたブレードを展開して内翼部と外翼部との間に弾性体を配置するだけでよいので、連結作業に要する時間や労力を大幅に低減させることができる。   Therefore, at the time of transportation, the length of the blade can be halved by folding the outer wing portion about the hinge by rotating about 180 ° with respect to the inner wing portion. Therefore, the transportability can be greatly improved. In addition, since the blade is connected in advance via a hinge, at the time of wind turbine construction, it is only necessary to deploy the folded blade and arrange an elastic body between the inner wing part and the outer wing part. The time and labor required for the connecting work can be greatly reduced.

また、ブレードの外翼部は内翼部に対してフラッピング方向に回動自在とされるとともに、ブレードの内翼部と外翼部との間に弾性体が設けられる。従って、ブレードに作用する変動荷重の一部を、外翼部の回動（弾性体の伸縮）によって吸収することができるので、ブレードの翼根部に伝達される変動荷重を軽減することができる。この結果、ブレードの設計荷重を軽減することができ、ブレード及び風車全体の軽量化や低コスト化を実現させることができる。   Further, the outer wing portion of the blade is rotatable in the flapping direction with respect to the inner wing portion, and an elastic body is provided between the inner wing portion and the outer wing portion of the blade. Accordingly, a part of the fluctuating load acting on the blade can be absorbed by the rotation of the outer wing part (extension and contraction of the elastic body), so that the fluctuating load transmitted to the blade root part of the blade can be reduced. As a result, the design load of the blade can be reduced, and the weight and cost of the entire blade and windmill can be reduced.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の水平軸風車のブレードにおいて、前記内翼部と前記外翼部との間に着脱自在なダンパが設けられることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the blade of the horizontal axis wind turbine according to the first aspect, a detachable damper is provided between the inner wing portion and the outer wing portion.

請求項２に記載の発明によれば、内翼部と外翼部との間にダンパが設けられるため、このダンパの機能により、ブレードに作用する変動荷重の一部をさらに効果的に吸収することができる。   According to the second aspect of the present invention, since the damper is provided between the inner wing portion and the outer wing portion, a part of the variable load acting on the blade is more effectively absorbed by the function of the damper. be able to.

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の水平軸風車のブレードにおいて、前記内翼部と前記外翼部との連結部を外側から被覆する被覆部材が設けられることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the blade of the horizontal axis wind turbine according to the first or second aspect, a covering member that covers the connecting portion between the inner wing portion and the outer wing portion from the outside is provided. And

請求項３に記載の発明によれば、ブレードの内翼部と外翼部との連結部を外側から被覆する被覆部材が設けられるので、この連結部における空力特性を向上させることができる。従って、風車運転時においてブレードに作用する抗力の増加を抑制するとともに、ブレードによって発生する揚力の低下を抑制することができる。この結果、風車の出力の低下を抑制することができる。   According to the third aspect of the invention, since the covering member that covers the connecting portion between the inner wing portion and the outer wing portion of the blade from the outside is provided, the aerodynamic characteristics in the connecting portion can be improved. Therefore, it is possible to suppress an increase in drag acting on the blade during windmill operation and to suppress a decrease in lift generated by the blade. As a result, it is possible to suppress a decrease in the output of the windmill.

本発明によれば、ブレードは、長さ方向中央部において翼根側の内翼部と翼端側の外翼部とに分割される分割構造を有しており、ヒンジを介して外翼部が内翼部に対してフラッピング方向に回動自在に連結されているため、輸送時にはブレードを折り畳んで長さを約半分にすることができる。この結果、輸送性を大幅に向上させることができる。また、ブレードはヒンジを介して予め連結されているため、連結作業に要する時間や労力を大幅に低減させることができる。また、ブレードの外翼部は内翼部に対してフラッピング方向に回動自在とされ、これら内翼部と外翼部との間に着脱自在な弾性体が設けられるため、ブレードに作用する変動荷重を大幅に軽減することができる。   According to the present invention, the blade has a divided structure that is divided into a blade root side inner wing portion and a blade tip side outer wing portion in the longitudinally central portion, and the outer wing portion via the hinge. Is connected to the inner wing portion so as to be rotatable in the flapping direction, so that the length of the blade can be halved by folding the blade during transportation. As a result, the transportability can be greatly improved. In addition, since the blades are connected in advance through hinges, the time and labor required for the connecting work can be greatly reduced. Further, the outer wing portion of the blade is rotatable in the flapping direction with respect to the inner wing portion, and a detachable elastic body is provided between the inner wing portion and the outer wing portion, thereby acting on the blade. Fluctuating load can be greatly reduced.

以下、本発明の実施の形態を、図を用いて詳細に説明する。本実施の形態に係るブレードは、大型の水平軸風車１に搭載される長さ約４０ｍの長大ブレードである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The blade according to the present embodiment is a long blade having a length of about 40 m that is mounted on the large horizontal axis wind turbine 1.

まず、図１を用いて、本実施の形態に係るブレードが搭載される水平軸風車１の構成について説明する。   First, the configuration of the horizontal axis wind turbine 1 on which the blade according to the present embodiment is mounted will be described with reference to FIG.

水平軸風車１は、図１（風上側から見た図）に示すように、所定の地点に設置されるタワー２、タワー２の頂部に略水平面内で回動自在に取り付けられたナセル３、ナセル３に略水平方向に延在して軸支された（図示されていない）主軸、この主軸に回転自在に取り付けられるロータ４、等を備えて構成されており、ロータ４は、本実施の形態に係るブレード１０を３枚備えている。   As shown in FIG. 1 (viewed from the windward side), the horizontal axis wind turbine 1 includes a tower 2 installed at a predetermined point, a nacelle 3 attached to the top of the tower 2 so as to be rotatable in a substantially horizontal plane, The nacelle 3 includes a main shaft (not shown) that extends in a substantially horizontal direction and is pivotally supported, a rotor 4 that is rotatably attached to the main shaft, and the like. Three blades 10 according to the embodiment are provided.

まず、図１〜図３を用いて、本実施の形態に係るブレード１０の構成について説明する。   First, the configuration of the blade 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

ブレード１０は、図２（ａ）に示すように、複合材製の外皮１１と、この外皮１１の内側に配置される複合材製の（図示されていない）主桁と、から構成されている。外皮１１は、背側外皮１１ａと腹側外皮１１ｂとからなり、組み合わせられて翼形状を構成するものである。外皮１１は、ハンドレイアップ法（湿式積層法）、ＲＴＭ（Resin Transfer Molding）法、ＶＡＲＴＭ（Vacuum Assist ＲＴＭ）法等を採用して成形することができる。また、主桁は、ＦＷ（Filament Winding）法等を採用して成形することができる。   As shown in FIG. 2 (a), the blade 10 is composed of a composite skin 11 and a composite (not shown) main girder arranged inside the skin 11. . The outer skin 11 includes a back side skin 11a and an abdominal side skin 11b, which are combined to form a wing shape. The outer skin 11 can be molded using a hand lay-up method (wet lamination method), an RTM (Resin Transfer Molding) method, a VARTM (Vacuum Assist RTM) method, or the like. Further, the main girder can be formed by employing a FW (Filament Winding) method or the like.

また、ブレード１０は、図１及び図２（ｂ）に示すように、長さ方向中央部において翼根側の内翼部１２と翼端側の外翼部１３とに分割される分割構造を有している。そして、腹側に設けられた２個のヒンジ１４を介して、外翼部１３が内翼部１２に対してフラッピング方向（図２（ｂ）の矢印Ｆ1及び矢印Ｆ2の方向）に回動自在に連結されている。このため、ブレード１０の輸送時においては、図３に示すように、ヒンジ１４を中心に外翼部１３を内翼部１２に対して略１８０°回動させて折り畳むことができる。 Further, as shown in FIGS. 1 and 2B, the blade 10 has a divided structure that is divided into an inner wing portion 12 on the blade root side and an outer wing portion 13 on the blade tip side in the central portion in the length direction. Have. Then, the outer wing 13 is flapped in the flapping direction (directions of arrows F 1 and F 2 in FIG. 2B) with respect to the inner wing 12 through two hinges 14 provided on the ventral side. It is pivotally connected. Therefore, when the blade 10 is transported, as shown in FIG. 3, the outer wing portion 13 can be folded about the hinge 14 by turning about 180 ° with respect to the inner wing portion 12.

また、図２及び図３に示すように、ブレード１０の内翼部１２と外翼部１３との間のヒンジ１４と反対側（背側）の空間には、バネ１５が設けられている。バネ１５は、本発明における弾性体であり、内翼部１２及び外翼部１３に対して着脱自在とされている。   As shown in FIGS. 2 and 3, a spring 15 is provided in a space on the opposite side (back side) of the hinge 14 between the inner wing part 12 and the outer wing part 13 of the blade 10. The spring 15 is an elastic body in the present invention, and is detachable from the inner wing portion 12 and the outer wing portion 13.

また、図２に示すように、ブレード１０の内翼部１２と外翼部１３との連結部の背側（バネ１５側）には、バネ１５を外側から被覆するフェアリング１６が設けられている。また、図１及び図２に示すように、ブレード１０の内翼部１２と外翼部１３との連結部の腹側（ヒンジ１４側）には、ヒンジ１４を被覆するヒンジカバー１７が設けられている。これらフェアリング１６及びヒンジカバー１７は、本発明における被覆部材であり、伸縮自在なゴム材料等で構成されている。   As shown in FIG. 2, a fairing 16 that covers the spring 15 from the outside is provided on the back side (spring 15 side) of the connecting portion between the inner wing portion 12 and the outer wing portion 13 of the blade 10. Yes. As shown in FIGS. 1 and 2, a hinge cover 17 that covers the hinge 14 is provided on the ventral side (hinge 14 side) of the connecting portion between the inner wing portion 12 and the outer wing portion 13 of the blade 10. ing. The fairing 16 and the hinge cover 17 are covering members in the present invention, and are made of a stretchable rubber material or the like.

以上説明した実施の形態に係るブレード１０は、長さ方向中央部において翼根側の内翼部１２と翼端側の外翼部１３とに分割される分割構造を有するとともに、ヒンジ１４を介して外翼部１３が内翼部１２に対してフラッピング方向に回動自在に連結されている。従って、ブレード１０の輸送時においては、図３に示すように、ヒンジ１４を介して外翼部１３を内翼部１２に対して略１８０°回動させて折り畳んで長さを約半分（約２０ｍ）にすることができる。このため、例えば「長さ２０ｍ」の輸送制限が設けられている経路を使用して、「長さ約４０ｍ」のブレード１０を輸送することができる。   The blade 10 according to the embodiment described above has a divided structure that is divided into a blade root side inner wing portion 12 and a blade tip side outer wing portion 13 in the central portion in the length direction, and via a hinge 14. The outer wing 13 is connected to the inner wing 12 so as to be rotatable in the flapping direction. Therefore, when the blade 10 is transported, as shown in FIG. 3, the outer wing portion 13 is rotated by about 180 ° with respect to the inner wing portion 12 via the hinge 14 and folded to be about half (about half length). 20 m). For this reason, for example, the blade 10 having a length of about 40 m can be transported using a route provided with a transport restriction of “length 20 m”.

この結果、従来の非分割型ブレードを用いた場合に最大５００ｋＷ級（ブレード長約２０ｍ）の定格出力を有する水平軸風車が建設されるような条件下においても、本実施の形態に係るブレード１０を用いることにより、最大２０００ｋＷ級（ブレード長約４０ｍ）の定格出力を有する水平軸風車１を建設することができる（図４参照）。   As a result, the blade 10 according to the present embodiment can be used even under conditions where a horizontal axis wind turbine having a rated output of a maximum 500 kW class (blade length of about 20 m) is constructed when a conventional non-split blade is used. Can be used to construct a horizontal axis wind turbine 1 having a rated output of a maximum of 2000 kW class (blade length of about 40 m) (see FIG. 4).

また、ブレード１０の内翼部１２及び外翼部１３はヒンジ１４を介して予め連結されているため、水平軸風車１を建設する際には、折り畳まれたブレード１０を展開して内翼部１２と外翼部１３との間にバネ１５を配置するだけでよいので、連結作業に要する時間や労力を大幅に低減させることができる。   Further, since the inner wing portion 12 and the outer wing portion 13 of the blade 10 are connected in advance via a hinge 14, when the horizontal axis wind turbine 1 is constructed, the folded blade 10 is developed to expand the inner wing portion. Since it is only necessary to arrange the spring 15 between the outer wing portion 12 and the outer wing portion 13, the time and labor required for the connecting operation can be greatly reduced.

また、ブレード１０の外翼部１３は内翼部１２に対してフラッピング方向（矢印Ｆ1及び矢印Ｆ2の方向）に回動自在とされるとともに、内翼部１２と外翼部１３との間にバネ１５が設けられるため、ブレード１０に作用する変動荷重の一部を、外翼部１３の回動及びバネ１５の伸縮によって吸収することができる。 Further, the outer wing portion 13 of the blade 10 is rotatable with respect to the inner wing portion 12 in the flapping direction (directions of arrows F 1 and F 2 ), and the inner wing portion 12, the outer wing portion 13, and the like. Since the spring 15 is provided between the two, a part of the fluctuating load acting on the blade 10 can be absorbed by the rotation of the outer wing 13 and the expansion and contraction of the spring 15.

例えば、図１に示すようなアップウィンド型の風車を採用した場合において、外翼部１３に強風が吹き付けて風上側から風下側へ荷重が作用した場合には、外翼部１３が内翼部１２に対して背側（図２（ｂ）の矢印Ｆ1方向）に回動するとともにバネ１５が収縮して、外翼部１３に作用した荷重が内翼部１２にそのまま直接的に伝達されるのを阻止することができる。 For example, when an upwind type windmill as shown in FIG. 1 is adopted, when a strong wind blows on the outer wing portion 13 and a load acts from the leeward side to the leeward side, the outer wing portion 13 becomes the inner wing portion. 12 and spring 15 is contracted while rotating the back side (direction of arrow F 1 in FIG. 2 (b)) with respect to, as it is directly transferred to the load is the inner blade portion 12 acting on the outer blade portion 13 Can be prevented.

逆に、外翼部１３に吹き付ける風が弱まって一時的に風下側から風上側へ荷重が作用した場合には、外翼部１３が内翼部１２に対して腹側（図２（ｂ）の矢印Ｆ2方向）に回動するとともにバネ１５が伸長することにより、外翼部１３に作用した荷重が内翼部１２にそのまま直接的に伝達されるのを阻止することができる。 On the contrary, when the wind blown to the outer wing part 13 is weakened and a load is temporarily applied from the leeward side to the windward side, the outer wing part 13 is ventral to the inner wing part 12 (FIG. 2B). by spring 15 with arrows F 2 direction) to the rotation of elongated, it is possible to load acting on the outer blade portion 13 to prevent it from being directly transmitted directly to the inner blade portion 12.

従って、本実施の形態に係るブレード１０を用いると、図５のグラフに示すように、従来の非分割型ブレードを用いた場合と比較して、ブレード１０の翼根部に作用する曲げ荷重（変動荷重）の標準偏差を約３０％程度軽減することができる。この結果、ブレード１０の設計荷重を軽減することができるので、より軽量で低コストのブレード１０及び水平軸風車１を得ることができる。   Therefore, when the blade 10 according to the present embodiment is used, as shown in the graph of FIG. 5, the bending load (fluctuation) acting on the blade root portion of the blade 10 is compared with the case where the conventional non-split blade is used. The standard deviation of load) can be reduced by about 30%. As a result, the design load of the blade 10 can be reduced, so that the lighter and lower cost blade 10 and the horizontal axis wind turbine 1 can be obtained.

また、以上説明した実施の形態に係るブレード１０には、内翼部１２と外翼部１３との連結部を外側から被覆するフェアリング１６及びヒンジカバー１７が設けられるので、この連結部における空力特性を向上させることができる。従って、風車運転時においてブレード１０に作用する抗力の増加を抑制するとともに、ブレード１０によって発生する揚力の低下を抑制することができる。この結果、水平軸風車１の出力の低下を抑制することができる。   In addition, since the blade 10 according to the embodiment described above is provided with the fairing 16 and the hinge cover 17 that cover the connecting portion between the inner wing portion 12 and the outer wing portion 13 from the outside, the aerodynamics at the connecting portion is provided. Characteristics can be improved. Accordingly, it is possible to suppress an increase in the drag acting on the blade 10 during wind turbine operation and to suppress a decrease in lift generated by the blade 10. As a result, a decrease in the output of the horizontal axis wind turbine 1 can be suppressed.

なお、以上の実施の形態においては、本発明における弾性体としてバネを採用した例を示したが、ゴム等の他の弾性体を採用してブレード１０に作用する変動荷重を軽減させることもできる。   In the above-described embodiment, an example in which a spring is employed as the elastic body in the present invention has been described. However, other elastic bodies such as rubber can be employed to reduce the fluctuating load acting on the blade 10. .

また、以上の実施の形態においては、内翼部１２と外翼部１３との間のヒンジ１４と反対側（背側）の空間にバネ１５のみを設けた例を示したが、この空間に、着脱自在な「ダンパ」を併設することもできる。このように「ダンパ」を併設することにより、ブレード１０に作用する変動荷重をさらに効果的に吸収することができる。   Moreover, in the above embodiment, although the example which provided only the spring 15 in the space on the opposite side (back side) with respect to the hinge 14 between the inner wing part 12 and the outer wing part 13 was shown, A detachable “damper” can also be added. By providing the “damper” in this manner, the fluctuating load acting on the blade 10 can be absorbed more effectively.

また、以上の実施の形態においては、ブレード１０の腹側にヒンジ１４を設け、ブレード１０の背側にバネ１５を設けた例を示したが、ブレード１０の背側にヒンジ１４を設け、ブレード１０の腹側にバネ１５を設ける（ブレード１０の腹側に配置したバネ１５の両端を各々内翼部１２と外翼部１３に取り付ける）こともできる。   In the above embodiment, the hinge 14 is provided on the abdomen side of the blade 10 and the spring 15 is provided on the back side of the blade 10. However, the hinge 14 is provided on the back side of the blade 10, and the blade It is also possible to provide a spring 15 on the abdomen side of 10 (attach both ends of the spring 15 arranged on the abdomen side of the blade 10 to the inner wing part 12 and the outer wing part 13).

本発明の実施の形態に係るブレードを搭載した水平軸風車の正面図である。It is a front view of the horizontal axis windmill carrying the braid | blade which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るブレードを示すものであり、（ａ）は側面図（図１のＡ方向から見た図）、（ｂ）は断面図（図２（ａ）のＢ−Ｂ部分の断面図）である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The blade which concerns on embodiment of this invention is shown, (a) is a side view (figure seen from the A direction of FIG. 1), (b) is sectional drawing (BB part of FIG. 2 (a)) FIG. 図２に示したブレードを折り畳んだ状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which folded the blade shown in FIG. 水平軸風車のロータ半径（ブレード長）と定格出力との相関関係を示すグラフである。It is a graph which shows the correlation with the rotor radius (blade length) of a horizontal axis windmill, and a rated output. 従来の非分割型ブレードに作用する変動荷重と、本発明の実施の形態に係るブレードに作用する変動荷重と、を比較するためのグラフである。It is a graph for comparing the fluctuating load which acts on the conventional non-dividing type blade, and the fluctuating load which acts on the blade according to the embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 水平軸風車
１０ ブレード
１２ 内翼部
１３ 外翼部
１４ ヒンジ
１５ バネ（弾性体）
１６ フェアリング（被覆部材）
１７ ヒンジカバー（被覆部材） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Horizontal axis windmill 10 Blade 12 Inner wing part 13 Outer wing part 14 Hinge 15 Spring (elastic body)
16 Fairing (coating material)
17 Hinge cover (covering member)

Claims (3)

長さ方向中央部において翼根側の内翼部と翼端側の外翼部とに分割される分割構造を有するとともに、ヒンジを介して前記外翼部が前記内翼部に対してフラッピング方向に回動自在に連結され、かつ、前記内翼部と前記外翼部との間に着脱自在な弾性体が設けられることを特徴とする水平軸風車のブレード。   It has a split structure that is divided into a blade root side inner wing part and a blade tip side outer wing part at the center in the length direction, and the outer wing part flapping the inner wing part via a hinge A blade of a horizontal axis wind turbine, characterized in that an elastic body that is pivotably connected in a direction and is detachable between the inner wing portion and the outer wing portion is provided. 前記内翼部と前記外翼部との間に着脱自在なダンパが設けられることを特徴とする請求項１に記載の水平軸風車のブレード。   The blade of the horizontal axis windmill according to claim 1, wherein a detachable damper is provided between the inner wing portion and the outer wing portion. 前記内翼部と前記外翼部との連結部を外側から被覆する被覆部材が設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の水平軸風車のブレード。   The blade of the horizontal axis windmill according to claim 1 or 2, wherein a covering member that covers a connecting portion between the inner wing portion and the outer wing portion from the outside is provided.
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