知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5714714
(24)【登録日】2015年3月20日
(45)【発行日】2015年5月7日
(54)【発明の名称】風力発電装置用の加熱装置を備えたロータブレード
(51)【国際特許分類】
F03D 11/00 20060101AFI20150416BHJP
F03D 1/06 20060101ALI20150416BHJP
【ＦＩ】
F03D11/00 A
F03D1/06 A
【請求項の数】4
【全頁数】6
(21)【出願番号】特願2013-537108(P2013-537108)
(86)(22)【出願日】2011年10月31日
(65)【公表番号】特表2013-545016(P2013-545016A)
(43)【公表日】2013年12月19日
(86)【国際出願番号】EP2011069120
(87)【国際公開番号】WO2012059466
(87)【国際公開日】20120510
【審査請求日】2013年6月26日
(31)【優先権主張番号】102010043434.5
(32)【優先日】2010年11月4日
(33)【優先権主張国】DE
(73)【特許権者】
【識別番号】512197272
【氏名又は名称】ヴォッベン プロパティーズ ゲーエムベーハー
【氏名又は名称原語表記】ＷＯＢＢＥＮ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＧＭＢＨ
(74)【代理人】
【識別番号】100080816
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 朝道
(74)【代理人】
【識別番号】100098648
【弁理士】
【氏名又は名称】内田 潔人
(74)【代理人】
【識別番号】100119415
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 充
(72)【発明者】
【氏名】レンショヴ、ゲルハルト
【審査官】
尾崎 和寛
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第０３／０５８０６３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２０１０／０００００６６（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｆ０３Ｄ １１／００
Ｆ０３Ｄ １／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
風力発電装置用ロータブレードであって、
ロータブレードの内部に固定されている電気的に稼動可能な少なくとも１つの加熱マット（４００）を有し、
前記加熱マット（４００）は、加熱要素を備えたシリコーンマットであり、該シリコーンマット（４００）は、シリコーンを用いて該ロータブレード（１００）の内部（２００）に固定されていること
を特徴とする風力発電装置用ロータブレード。
ロータブレードの内部に固定されている電気的に稼動可能な少なくとも１つの加熱マット（４００）を有し、
前記加熱マット（４００）は、加熱要素を備えたシリコーンマットであり、該シリコーンマット（４００）は、シリコーンを用いて該ロータブレード（１００）の内部（２００）に固定されていること
を特徴とする風力発電装置用ロータブレード。
【請求項2】
風力発電装置用ロータブレードであって、
ロータブレードの内部に固定されている電気的に稼動可能な少なくとも１つの加熱マット（４００）を有し、
前記加熱マット（４００）は、シリコーンゲル加熱マットを有するか、又は前記加熱マットは、シリコーンゲル加熱マットとして構成されており、そして加熱要素を有すること
を特徴とする風力発電装置用ロータブレード。
ロータブレードの内部に固定されている電気的に稼動可能な少なくとも１つの加熱マット（４００）を有し、
前記加熱マット（４００）は、シリコーンゲル加熱マットを有するか、又は前記加熱マットは、シリコーンゲル加熱マットとして構成されており、そして加熱要素を有すること
を特徴とする風力発電装置用ロータブレード。
【請求項3】
該ロータブレード（１００）は、内部において、該ロータブレード（１００）の長手方向に沿って延在する開口部（２００）を有し、該開口部（２００）の周部には、少なくとも１つの電気的に稼動可能な加熱マット（４００）が設けられていること
を特徴とする、請求項１又は２に記載の風力発電装置用ロータブレード。
を特徴とする、請求項１又は２に記載の風力発電装置用ロータブレード。
【請求項4】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のロータブレードを有すること
を特徴とする風力発電装置。
を特徴とする風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電装置用ロータブレードに関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置は多くの様々な設置場所に設置されるので、周囲条件について、風力発電装置における氷結、特にそのロータブレードにおける氷結が起こるくらい、特に周囲温度が低くなることが起こり得る。このような氷結は、氷の剥離により風力発電装置の周囲にいる作業員に危険をもたらすことがあるので、不利である。更にロータブレードの氷結（凍結）は、風力発電装置のロータにアンバランス状態をもたらし、出力減少（Ertragsreduktion）をもたらすことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】WO 03/058063 A1
【特許文献２】DE 10 2004 042423 A1
【特許文献３】DE 10 2006 032387 A1
【特許文献４】DE 197 48 716 C1
【特許文献５】WO 03/023943 A2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って本発明の課題は、ロータブレードの除氷（氷結防止）を可能とする、風力発電装置用ロータブレードないし風力発電装置を設けることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題は、請求項１に記載の風力発電装置用ロータブレードにより解決される。
即ち、本発明の第１の視点により、風力発電装置用ロータブレードであって、ロータブレードの内部に固定されている電気的に稼動可能な少なくとも１つの加熱マットを有し、前記加熱マットは、加熱要素を備えたシリコーンマットであり、該シリコーンマットは、シリコーンを用いて該ロータブレードの内部に固定されていることを特徴とする風力発電装置用ロータブレードが提供される。
更に、本発明の第２の視点により、風力発電装置用ロータブレードであって、ロータブレードの内部に固定されている電気的に稼動可能な少なくとも１つの加熱マットを有し、前記加熱マットは、シリコーンゲル加熱マットを有するか、又は前記加熱マットは、シリコーンゲル加熱マットとして構成されており、そして加熱要素を有することを特徴とする風力発電装置用ロータブレードが提供される。
また、本発明の第３の視点により、前記ロータブレードを有することを特徴とする風力発電装置が提供される。
尚、本願の特許請求の範囲に付記されている図面参照符号は、専ら本発明の理解の容易化のためのものであり、図示の形態への限定を意図するものではないことを付言する。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
従って、ロータブレードの内部に固定されている電気的に加熱可能な少なくとも１つの加熱マットを備えた風力発電装置用ロータブレードが提供される。
【０００７】
本発明の一視点により、加熱可能な加熱マットは、加熱要素を備えたシリコーンマットである。シリコーンマットは、シリコーンを用いてロータブレードの内部又は中空空間に固定される。
【０００８】
本発明の別の一視点により、加熱マットは、シリコーンゲル加熱マットとして構成されており、そして電気的な加熱要素を有する。
【０００９】
本発明の別の一視点により、風力発電装置は、上述のロータブレードを備える。
【００１０】
本発明は、着氷を回避するために、風力発電装置用ロータブレードは、その電気的な加熱或いは暖めを可能にすることのできる少なくとも１つの加熱マット（ロータブレードの内部にないしロータブレードの内部輪郭に沿って固定されている）を備えるという思想に関する。
【００１１】
加熱マットは、特に複数の部材から構成されるロータブレードにおいて使用することができる。また加熱マットの取り付けは、特に鋼材部分（鋼材セグメント）を有するロータブレードにおいて、簡単に可能というわけではない。
【００１２】
本発明により、加熱マットは、ロータブレードの内部領域に固定される。加熱マットの固定は、例えば貼り付け法（接着法ないし貼着法）により行なうことができる。加熱マットを貼り付けるための接着剤は、例えば吹き付け法（スプレー法 Spritzverfahren）により施すことができ、それにより接着剤層の表面品質を改善することができる。或いはまた接着剤をローラにより施すことも可能である。
【００１３】
或いはまた加熱マットは、粘着性の密封バンド又は粘着性のフォイル（フィルム）によりロータブレードの内部に固定することができる。
【００１４】
ロータブレードの内部に加熱マットを設けることは有利であり、その理由は、このことが容易に実現可能であるためであり、この解決策は容易に標準化可能（skalierbar）であり、質量は僅かですみ、加熱マットは長い耐用年数を有し、加熱マットの装着は量産に向いており、それにかかるコストは僅かですみ、サービスフレンドリーであり、頑丈であり、鋼材製ロータブレードやＧＦＫ製（グラスファイバ強化プラスチック製）ロータブレードにおいても、ＣＦＫ製（カーボンファイバ強化プラスチック製）ロータブレードにおいても使用可能である。
【００１５】
本発明の更なる展開形態は、下位請求項の対象である。
即ち、本発明において、以下の形態が可能である。
（形態１）風力発電装置用ロータブレードであって、ロータブレードの内部に固定されている電気的に稼動可能な少なくとも１つの加熱マットを有すること。
（形態２）前記加熱マットは、加熱要素を備えたシリコーンマットであり、該シリコーンマットは、シリコーンを用いて該ロータブレードの内部に固定されていることが好ましい。
（形態３）前記加熱マットは、シリコーンゲル加熱マットを有するか、又は前記加熱マットは、シリコーンゲル加熱マットとして構成されており、そして加熱要素を有することが好ましい。
（形態４）該ロータブレードは、内部において、該ロータブレードの長手方向に沿って延在する開口部を有し、該開口部の周部には、少なくとも１つの電気的に稼動可能な加熱マットが設けられていることが好ましい。
（形態５）風力発電装置が前記ロータブレードを有すること。
【００１６】
以下、本発明の長所及び実施例を、図面に関連して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施例による風力発電装置用ロータブレードの断面を示す図である。
【図２】第１実施例による風力発電装置用ロータブレードのロータブレードの別の断面を示す図である。
【図３】第２実施例による風力発電装置を模式的に示す図である。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明の第１実施例による風力発電装置用ロータブレードの断面を示している。ロータブレード１００は、内部において、このロータブレードの長手方向（縦方向）に沿って延在する開口部又は中空空間（或いは内部輪郭）２００を有する。開口部２００の周部には、少なくとも１つの、好ましくは複数の電気的な加熱マット４００が設けられる。開口部２００の内壁部と加熱マット４００との間の接続部は、好ましくは良好な熱伝導性を有する。オプションとして接続部に電気的な絶縁特性をもたすこともできる。
【００１９】
図２は、本発明によるロータブレード１００の別の断面（切開展開図）を示している。ロータブレードの内部ないし開口部２００の内部には、電気的に稼動可能な複数の加熱マット４００を設けることができる。加熱マット４００は、少なくとも１つの電気接続部４１０を有し、この電気接続部４１０を介し、必要とされる電力（電気エネルギー）を供給することができる。電力の供給により加熱マット４００を例えば電気的に加熱することができ、その熱はロータブレードへ放出され、従ってロータブレードが同様に加熱される。加熱マット４００の内部には、電気的に電気接続部４１０と接続されている電気的な加熱ワイヤ（電熱線）を設けることができる。
【００２０】
本発明による加熱マットは、シリコーン加熱マット又はアルミニウムフォイル又はアルミニウムマットとして構成することができる。これらのシリコーン加熱マットは、シリコーンを吹きかけるないし吹き付けることによりロータブレードの内面部に固定することができる。この際、貼り付け時（接着時）に気泡の侵入が発生しないように注意しなくてはならない。そのような気泡の侵入は、これらの箇所において加熱マットの加熱の望まれない上昇を起こさせる作用をもつであろうが、その理由は、熱がこれらの箇所においてロータブレードへと排出され得ないためである。しかしながらシリコーンを用いた加熱マットの貼り付けは不利であり、その理由は、加熱マットが固定的に貼り付けられており、従って加熱マットが簡単には交換できないためである。
【００２１】
本発明の別の一視点により、加熱マットは、シリコーンゲルにより貼り付ける（接着する）ことができ、ないし加熱マットを既にシリコーンゲル貼り付けマットとして構成することができる。加熱マットとしてゲル貼り付けマットの使用は、ゲル貼り付けマットを破壊することなく交換することができので、有利である。更にゲル貼り付けマットは、この際には望まれないエアロゾル（煙霧質）が発生しないので、同様に生産において有利である。更にゲル貼り付けマットの使用は、貼り付け時に気泡を回避することができ且つ接着剤層厚を迅速に信頼性をもって守ることができるので、有利である。
【００２２】
加熱マットは、例えば、加熱マットに電気エネルギーが供給された場合に加熱される導電性繊維をもつことができる。
【００２３】
本発明により、加熱マットは、ロータブレードを加熱し且つ氷結を回避するために、ロータブレード付根近傍の領域にも、ロータブレード先端部の領域又はロータブレードの中間領域にも使用することができる。
【００２４】
本発明の一視点により、加熱マットは、内部に織物の設けられたシリコーンマットとして構成することができる。それに追加し、加熱繊維（フィラメント）が設けられている。加熱繊維は、織物として構成することもできる。
【００２５】
図３は、第２実施例による風力発電装置を模式的に示している。風力発電装置は、タワー５００と、このタワー上のゴンドラ３００と、複数のロータブレード１００とを有する。好ましくは、風力発電装置は、３つのロータブレード１００を有する。第２実施例によるこれらのロータブレードは、第１実施例によるロータブレードに基づくことができる。
【符号の説明】
【００２６】
１００ ロータブレード
２００ 開口部ないし中空空間
３００ ゴンドラ（ナセル）
４００ 加熱マット
４１０ 電気接続部
５００ タワー
【０００１】
本発明は、風力発電装置用ロータブレードに関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置は多くの様々な設置場所に設置されるので、周囲条件について、風力発電装置における氷結、特にそのロータブレードにおける氷結が起こるくらい、特に周囲温度が低くなることが起こり得る。このような氷結は、氷の剥離により風力発電装置の周囲にいる作業員に危険をもたらすことがあるので、不利である。更にロータブレードの氷結（凍結）は、風力発電装置のロータにアンバランス状態をもたらし、出力減少（Ertragsreduktion）をもたらすことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】WO 03/058063 A1
【特許文献２】DE 10 2004 042423 A1
【特許文献３】DE 10 2006 032387 A1
【特許文献４】DE 197 48 716 C1
【特許文献５】WO 03/023943 A2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って本発明の課題は、ロータブレードの除氷（氷結防止）を可能とする、風力発電装置用ロータブレードないし風力発電装置を設けることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題は、請求項１に記載の風力発電装置用ロータブレードにより解決される。
即ち、本発明の第１の視点により、風力発電装置用ロータブレードであって、ロータブレードの内部に固定されている電気的に稼動可能な少なくとも１つの加熱マットを有し、前記加熱マットは、加熱要素を備えたシリコーンマットであり、該シリコーンマットは、シリコーンを用いて該ロータブレードの内部に固定されていることを特徴とする風力発電装置用ロータブレードが提供される。
更に、本発明の第２の視点により、風力発電装置用ロータブレードであって、ロータブレードの内部に固定されている電気的に稼動可能な少なくとも１つの加熱マットを有し、前記加熱マットは、シリコーンゲル加熱マットを有するか、又は前記加熱マットは、シリコーンゲル加熱マットとして構成されており、そして加熱要素を有することを特徴とする風力発電装置用ロータブレードが提供される。
また、本発明の第３の視点により、前記ロータブレードを有することを特徴とする風力発電装置が提供される。
尚、本願の特許請求の範囲に付記されている図面参照符号は、専ら本発明の理解の容易化のためのものであり、図示の形態への限定を意図するものではないことを付言する。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
従って、ロータブレードの内部に固定されている電気的に加熱可能な少なくとも１つの加熱マットを備えた風力発電装置用ロータブレードが提供される。
【０００７】
本発明の一視点により、加熱可能な加熱マットは、加熱要素を備えたシリコーンマットである。シリコーンマットは、シリコーンを用いてロータブレードの内部又は中空空間に固定される。
【０００８】
本発明の別の一視点により、加熱マットは、シリコーンゲル加熱マットとして構成されており、そして電気的な加熱要素を有する。
【０００９】
本発明の別の一視点により、風力発電装置は、上述のロータブレードを備える。
【００１０】
本発明は、着氷を回避するために、風力発電装置用ロータブレードは、その電気的な加熱或いは暖めを可能にすることのできる少なくとも１つの加熱マット（ロータブレードの内部にないしロータブレードの内部輪郭に沿って固定されている）を備えるという思想に関する。
【００１１】
加熱マットは、特に複数の部材から構成されるロータブレードにおいて使用することができる。また加熱マットの取り付けは、特に鋼材部分（鋼材セグメント）を有するロータブレードにおいて、簡単に可能というわけではない。
【００１２】
本発明により、加熱マットは、ロータブレードの内部領域に固定される。加熱マットの固定は、例えば貼り付け法（接着法ないし貼着法）により行なうことができる。加熱マットを貼り付けるための接着剤は、例えば吹き付け法（スプレー法 Spritzverfahren）により施すことができ、それにより接着剤層の表面品質を改善することができる。或いはまた接着剤をローラにより施すことも可能である。
【００１３】
或いはまた加熱マットは、粘着性の密封バンド又は粘着性のフォイル（フィルム）によりロータブレードの内部に固定することができる。
【００１４】
ロータブレードの内部に加熱マットを設けることは有利であり、その理由は、このことが容易に実現可能であるためであり、この解決策は容易に標準化可能（skalierbar）であり、質量は僅かですみ、加熱マットは長い耐用年数を有し、加熱マットの装着は量産に向いており、それにかかるコストは僅かですみ、サービスフレンドリーであり、頑丈であり、鋼材製ロータブレードやＧＦＫ製（グラスファイバ強化プラスチック製）ロータブレードにおいても、ＣＦＫ製（カーボンファイバ強化プラスチック製）ロータブレードにおいても使用可能である。
【００１５】
本発明の更なる展開形態は、下位請求項の対象である。
即ち、本発明において、以下の形態が可能である。
（形態１）風力発電装置用ロータブレードであって、ロータブレードの内部に固定されている電気的に稼動可能な少なくとも１つの加熱マットを有すること。
（形態２）前記加熱マットは、加熱要素を備えたシリコーンマットであり、該シリコーンマットは、シリコーンを用いて該ロータブレードの内部に固定されていることが好ましい。
（形態３）前記加熱マットは、シリコーンゲル加熱マットを有するか、又は前記加熱マットは、シリコーンゲル加熱マットとして構成されており、そして加熱要素を有することが好ましい。
（形態４）該ロータブレードは、内部において、該ロータブレードの長手方向に沿って延在する開口部を有し、該開口部の周部には、少なくとも１つの電気的に稼動可能な加熱マットが設けられていることが好ましい。
（形態５）風力発電装置が前記ロータブレードを有すること。
【００１６】
以下、本発明の長所及び実施例を、図面に関連して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施例による風力発電装置用ロータブレードの断面を示す図である。
【図２】第１実施例による風力発電装置用ロータブレードのロータブレードの別の断面を示す図である。
【図３】第２実施例による風力発電装置を模式的に示す図である。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明の第１実施例による風力発電装置用ロータブレードの断面を示している。ロータブレード１００は、内部において、このロータブレードの長手方向（縦方向）に沿って延在する開口部又は中空空間（或いは内部輪郭）２００を有する。開口部２００の周部には、少なくとも１つの、好ましくは複数の電気的な加熱マット４００が設けられる。開口部２００の内壁部と加熱マット４００との間の接続部は、好ましくは良好な熱伝導性を有する。オプションとして接続部に電気的な絶縁特性をもたすこともできる。
【００１９】
図２は、本発明によるロータブレード１００の別の断面（切開展開図）を示している。ロータブレードの内部ないし開口部２００の内部には、電気的に稼動可能な複数の加熱マット４００を設けることができる。加熱マット４００は、少なくとも１つの電気接続部４１０を有し、この電気接続部４１０を介し、必要とされる電力（電気エネルギー）を供給することができる。電力の供給により加熱マット４００を例えば電気的に加熱することができ、その熱はロータブレードへ放出され、従ってロータブレードが同様に加熱される。加熱マット４００の内部には、電気的に電気接続部４１０と接続されている電気的な加熱ワイヤ（電熱線）を設けることができる。
【００２０】
本発明による加熱マットは、シリコーン加熱マット又はアルミニウムフォイル又はアルミニウムマットとして構成することができる。これらのシリコーン加熱マットは、シリコーンを吹きかけるないし吹き付けることによりロータブレードの内面部に固定することができる。この際、貼り付け時（接着時）に気泡の侵入が発生しないように注意しなくてはならない。そのような気泡の侵入は、これらの箇所において加熱マットの加熱の望まれない上昇を起こさせる作用をもつであろうが、その理由は、熱がこれらの箇所においてロータブレードへと排出され得ないためである。しかしながらシリコーンを用いた加熱マットの貼り付けは不利であり、その理由は、加熱マットが固定的に貼り付けられており、従って加熱マットが簡単には交換できないためである。
【００２１】
本発明の別の一視点により、加熱マットは、シリコーンゲルにより貼り付ける（接着する）ことができ、ないし加熱マットを既にシリコーンゲル貼り付けマットとして構成することができる。加熱マットとしてゲル貼り付けマットの使用は、ゲル貼り付けマットを破壊することなく交換することができので、有利である。更にゲル貼り付けマットは、この際には望まれないエアロゾル（煙霧質）が発生しないので、同様に生産において有利である。更にゲル貼り付けマットの使用は、貼り付け時に気泡を回避することができ且つ接着剤層厚を迅速に信頼性をもって守ることができるので、有利である。
【００２２】
加熱マットは、例えば、加熱マットに電気エネルギーが供給された場合に加熱される導電性繊維をもつことができる。
【００２３】
本発明により、加熱マットは、ロータブレードを加熱し且つ氷結を回避するために、ロータブレード付根近傍の領域にも、ロータブレード先端部の領域又はロータブレードの中間領域にも使用することができる。
【００２４】
本発明の一視点により、加熱マットは、内部に織物の設けられたシリコーンマットとして構成することができる。それに追加し、加熱繊維（フィラメント）が設けられている。加熱繊維は、織物として構成することもできる。
【００２５】
図３は、第２実施例による風力発電装置を模式的に示している。風力発電装置は、タワー５００と、このタワー上のゴンドラ３００と、複数のロータブレード１００とを有する。好ましくは、風力発電装置は、３つのロータブレード１００を有する。第２実施例によるこれらのロータブレードは、第１実施例によるロータブレードに基づくことができる。
【符号の説明】
【００２６】
１００ ロータブレード
２００ 開口部ないし中空空間
３００ ゴンドラ（ナセル）
４００ 加熱マット
４１０ 電気接続部
５００ タワー