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JP2020084780A - Windmill blade and wind power generation system - Google Patents

Windmill blade and wind power generation system Download PDF

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JP2020084780A
JP2020084780A JP2018215273A JP2018215273A JP2020084780A JP 2020084780 A JP2020084780 A JP 2020084780A JP 2018215273 A JP2018215273 A JP 2018215273A JP 2018215273 A JP2018215273 A JP 2018215273A JP 2020084780 A JP2020084780 A JP 2020084780A
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JP
Japan
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optical fiber
wind turbine
turbine blade
groove
blade
Prior art date
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Pending
Application number
JP2018215273A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
亮 上田
Akira Ueda
亮 上田
崇史 橋本
Takashi Hashimoto
崇史 橋本
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

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Abstract

【課題】
光ファイバセンサの交換を容易に行えるひずみ検出系を備えていること。
【解決手段】
本発明の係る風車ブレードは、上記課題を解決するために、風を受けて回転するロータを構成する少なくとも1枚のブレードから成る風車用ブレードであって、前記ブレードの外側表面に溝が設けられ、この溝に沿って少なくとも1つの光ファイバセンサから構成されるひずみ検出系が設置されていることを特徴とする。
【選択図】図6(c)
【Task】
Equipped with a strain detection system that allows easy replacement of optical fiber sensors.
[Solution]
In order to solve the above problems, a wind turbine blade according to the present invention is a wind turbine blade including at least one blade that constitutes a rotor that receives wind and has a groove provided on an outer surface of the blade. A strain detection system including at least one optical fiber sensor is installed along the groove.
[Selection diagram] Fig. 6(c)

Description

本発明は風車ブレード及び風力発電システムに係り、特に、ブレードのひずみを検出する光ファイバセンサを備えた風車ブレード及び風力発電システに関する。 The present invention relates to a wind turbine blade and a wind turbine generator system, and more particularly to a wind turbine blade and a wind turbine generator system including an optical fiber sensor that detects strain of the blade.

近年、地球温暖化問題などの環境保全の観点から、再生可能エネルギーを利用する風力発電システムの需要が拡大されている。風力発電システムを構成する風車のブレードは、時々刻々と速さや向きが変化する風を受け、曲げ変形やねじり変形を受ける。また、風の変動やロータの回転周期に応じてブレードは振動し、疲労損傷が蓄積する。加えて、落雷によって損傷することもある。 In recent years, from the viewpoint of environmental protection such as the problem of global warming, the demand for wind power generation systems using renewable energy has been expanding. The blade of the wind turbine that constitutes the wind power generation system is subjected to wind that changes its speed and direction from moment to moment, and undergoes bending deformation and torsional deformation. Further, the blade vibrates according to the fluctuation of the wind and the rotation cycle of the rotor, and fatigue damage accumulates. In addition, it can be damaged by lightning strikes.

また、近年、発電効率を向上させるために風力発電システムを大型化する傾向があり、ロータの回転直径が100mを超える巨大な風力発電システムも実用化されつつある。 Further, in recent years, there is a tendency to increase the size of a wind power generation system in order to improve power generation efficiency, and a huge wind power generation system having a rotor with a rotation diameter of more than 100 m is being put to practical use.

従って、大型の風力発電システムでは、ロータの受風面積が拡大するため、中小型の風力発電システムと比べてブレードは、より大きな変形を受ける。更に、風力発電システムの大型化に伴って、ロータの地上からの高度も大きくなるため、ブレードなどのシステムへの落雷のリスクが増加する。 Therefore, in a large-scale wind power generation system, since the wind-receiving area of the rotor is expanded, the blade is subjected to a larger deformation than in a small-medium-sized wind power generation system. Further, as the size of the wind power generation system increases, the altitude of the rotor from the ground also increases, which increases the risk of lightning strikes on systems such as blades.

そこで、ブレードの健全性を維持するため、ブレードの変形挙動を常時監視し、ブレードの損傷の発見や損傷の進度を把握し、必要があれば補修を実施しなければならない。 Therefore, in order to maintain the soundness of the blade, it is necessary to constantly monitor the deformation behavior of the blade, detect the damage of the blade and grasp the progress of the damage, and perform repair if necessary.

従来は、ブレードのたわみやねじりなどの変形量を検出するため、ブレードの内側表面若しくは外側表面に電気式ひずみセンサを貼り付け、ひずみを測定することが行われてきた。しかし、電気式ひずみセンサは、落雷により破損するリスクが大きく、加えて周囲の計器類が発する電磁ノイズが計測データに混入しやすいという問題がある。 Conventionally, in order to detect the amount of deformation such as bending or twisting of the blade, an electric strain sensor has been attached to the inner surface or the outer surface of the blade to measure the strain. However, the electrical strain sensor has a large risk of being damaged by a lightning strike, and in addition, electromagnetic noise generated by surrounding instruments is apt to be mixed in the measurement data.

このような問題を解決するための先行技術文献としては、特許文献1を挙げることができる。 Patent Document 1 can be cited as a prior art document for solving such a problem.

この特許文献1には、ファイバブラッグ回折格子(FBG; Fiber Bragg Grating)センサなどの光ファイバセンサをブレードに設置し、この光ファイバセンサでブレードのひずみを検出する風力発電装置が記載されている。特許文献1に記載の光ファイバセンサは、電気式ひずみセンサよりも落雷による破損がしにくく、計測データに周囲の計器類からの電磁ノイズが混入しない。 This patent document 1 describes a wind turbine generator in which an optical fiber sensor such as a fiber Bragg grating (FBG) sensor is installed on a blade and the strain of the blade is detected by the optical fiber sensor. The optical fiber sensor described in Patent Document 1 is less likely to be damaged by a lightning strike than an electric strain sensor, and electromagnetic noise from surrounding instruments is not mixed into measurement data.

特開2004−36612号公報JP 2004-36612 A

しかしながら、上記の特許文献1に記載の風力発電装置には、光ファイバセンサが故障した際の光ファイバセンサの交換方は勿論、交換を容易にするための光ファイバセンサの配置に関しては記載されていない。 However, in the wind turbine generator described in Patent Document 1 described above, not only the method of replacing the optical fiber sensor when the optical fiber sensor fails but also the arrangement of the optical fiber sensor for facilitating the replacement is described. Absent.

例えば、光ファイバセンサをブレードの内側表面に配置すると、光ファイバセンサが故障した際には、ブレード内側の閉塞した空間にアクセスし、交換作業を行う必要がある。ただし、ブレードの構造上の問題として、人が侵入できる領域は、ブレードの全長に対して根元から1/3程度に限定される(ブレード全長に対して根元から1/3以上では、ブレードの幅が狭くなるので人が侵入できない)ため、ブレードの先端側に配置した光ファイバセンサは交換が困難となる。 For example, if the optical fiber sensor is arranged on the inner surface of the blade, when the optical fiber sensor fails, it is necessary to access the closed space inside the blade and perform replacement work. However, as a structural problem of the blade, the area in which a person can enter is limited to about 1/3 from the root to the entire length of the blade (when the width is 1/3 or more from the root to the entire length of the blade, the width of the blade is Since it becomes narrower, no one can intrude), and it becomes difficult to replace the optical fiber sensor arranged at the tip side of the blade.

また、光ファイバセンサをブレード材料の内部に埋め込む場合には、光ファイバセンサの交換に先立って光ファイバセンサ周囲の材料を除去する必要がある。加えて、光ファイバセンサの交換後に光ファイバセンサ周囲の材料を修復する必要があるため、多くのコストを要する。 Further, when the optical fiber sensor is embedded inside the blade material, it is necessary to remove the material around the optical fiber sensor before replacing the optical fiber sensor. In addition, since the material around the optical fiber sensor needs to be repaired after the replacement of the optical fiber sensor, a lot of cost is required.

一方、光ファイバセンサをブレードの外側表面に配置する場合には、クレーンを用いることで人がブレードの外側から光ファイバセンサに到達できるため、光ファイバセンサの交換が容易となる。 On the other hand, when the optical fiber sensor is arranged on the outer surface of the blade, a crane can be used to allow a person to reach the optical fiber sensor from the outer side of the blade, which facilitates replacement of the optical fiber sensor.

ところが、光ファイバセンサをブレードの外側表面に設けると、光ファイバセンサがブレードの表面に凸面を形成するため、この凸面が風の抵抗となりブレードの空力性能が劣化してしまい、これにより、風力発電システムの発電効率が低下してしまう可能性がある。 However, when the optical fiber sensor is provided on the outer surface of the blade, the optical fiber sensor forms a convex surface on the surface of the blade, and the convex surface acts as wind resistance and deteriorates the aerodynamic performance of the blade. The power generation efficiency of the system may decrease.

また、光ファイバセンサをブレードの外側表面に設けると、光ファイバセンサが大気中に暴露されるため、風雨や雹、砂塵等の飛来物の衝突や紫外線の照射によって接着剤が劣化し、長期間のひずみ計測が困難となることが考えられる。 Further, when the optical fiber sensor is provided on the outer surface of the blade, the optical fiber sensor is exposed to the atmosphere, so that the adhesive is deteriorated by collision of flying objects such as wind and rain, hail, and dust, and irradiation of ultraviolet rays, and the long-term It may be difficult to measure the strain.

従って、光ファイバセンサの交換の容易さや光ファイバセンサの保護方法を考慮して、光ファイバセンサの配置位置を決定する必要がある。 Therefore, it is necessary to determine the arrangement position of the optical fiber sensor in consideration of the ease of replacement of the optical fiber sensor and the protection method of the optical fiber sensor.

本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、光ファイバセンサの交換を容易に行えるひずみ検出系を備えた風車ブレード及び風力発電システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a wind turbine blade and a wind power generation system including a strain detection system capable of easily replacing an optical fiber sensor.

本発明の風車ブレードは、上記目的を達成するために、風を受けて回転するロータを構成する少なくとも1枚のブレードから成る風車用ブレードであって、前記ブレードの外側表面に溝が設けられ、この溝に沿って少なくとも1つの光ファイバセンサから構成されるひずみ検出系が設置されていることを特徴とする。 The wind turbine blade of the present invention is, in order to achieve the above object, a wind turbine blade consisting of at least one blade that constitutes a rotor that receives wind and rotates, and a groove is provided on an outer surface of the blade, A strain detection system including at least one optical fiber sensor is installed along the groove.

また、本発明の風力発電システムは、上記目的を達成するために、タワーと、該タワーの上部に、水平面内で回転駆動できるように設置されたナセルと、該ナセルに接続され、少なくとも1枚の風車ブレード及びハブで構成されたロータとを備えた風力発電システムであって、前記風車ブレードは、上記構成の風車ブレードであることを特徴とする。 Further, in order to achieve the above object, the wind power generation system of the present invention includes a tower, a nacelle installed on the upper part of the tower so as to be rotationally driven in a horizontal plane, and at least one nacelle connected to the nacelle. A wind power generation system comprising: a wind turbine blade and a rotor configured of a hub, wherein the wind turbine blade is the wind turbine blade having the above configuration.

本発明によれば、光ファイバセンサの交換を容易に行えるひずみ検出系を備えた風車ブレード及び風力発電システムを得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a wind turbine blade and a wind power generation system including a strain detection system capable of easily replacing an optical fiber sensor.

本発明の風力発電システムの実施例1を示す外観斜視図である。It is an appearance perspective view showing Example 1 of the wind power generation system of the present invention. 本発明の風車ブレードの実施例1を示す1枚のブレードの模式図である。It is a schematic diagram of one blade showing Example 1 of the wind turbine blade of the present invention. 図2(a)のA−A線に沿った断面図である。It is sectional drawing which followed the AA line of FIG. 2 (a). 本発明の風車ブレードの実施例1に採用されるひずみ検出系の構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of the strain detection system employ|adopted as Example 1 of the windmill blade of this invention. 図3に示した構成のひずみ検出系をブレード設置した状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which installed the blade of the strain detection system of the structure shown in FIG. 図4(a)のB−B線に沿った断面図である。It is sectional drawing which followed the BB line|wire of FIG.4(a). 図4(b)のC部詳細図である。FIG. 5 is a detailed view of a C portion of FIG. 本発明の風車ブレードの実施例2を示し、図4(c)に相当する図である。It is a figure corresponding to Drawing 4 (c) showing Example 2 of the wind turbine blade of the present invention. 本発明の風車ブレードの実施例3を示し、ひずみ検出系をブレード設置した状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows Example 3 of the windmill blade of this invention, and shows the state which installed the strain detection system in the blade. 図6(a)のE−E線に沿った断面図である。It is sectional drawing which followed the EE line of FIG.6(a). 図6(b)のF部詳細図である。FIG. 7 is a detailed view of an F portion of FIG. 本発明の風車ブレードの実施例4を示し、図6(c)に相当する図である。It is a figure equivalent to Drawing 6 (c) showing Example 4 of the wind turbine blade of the present invention. 本発明の風車ブレードの実施例5を示し、図6(c)に相当する図である。It is a figure which shows Example 5 of the windmill blade of this invention, and is equivalent to FIG.6(c). 本発明の風車ブレードの実施例6を示し、ひずみ検出系をブレード設置した状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows Example 6 of the windmill blade of this invention, and shows the state which installed the strain detection system in the blade. 本発明の風車ブレードの実施例7を示し、図6(c)に相当する図である。It is a figure which shows Example 7 of the windmill blade of this invention, and is equivalent to FIG.6(c). 本発明の風車ブレードの実施例8を示し、図6(c)に相当する図である。It is a figure equivalent to FIG.6(c) which shows Example 8 of the windmill blade of this invention. 本発明の風車ブレードの実施例9を示し、ひずみ検出系の構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows Example 9 of the windmill blade of this invention, and shows an example of a structure of a strain detection system. 本発明の風車ブレードの実施例10を示し、ひずみ検出系の構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows Example 10 of the windmill blade of this invention, and shows an example of a structure of a strain detection system. 本発明の風車ブレードの実施例11を示し、図6(c)に相当する図である。It is a figure which shows Example 11 of the windmill blade of this invention, and is equivalent to FIG.6(c).

以下、図示した実施例に基づいて本発明の風車ブレード及び風力発電システムを説明する。なお、各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。 Hereinafter, the wind turbine blade and the wind power generation system of the present invention will be described based on the illustrated embodiments. In each embodiment, the same reference numerals are used for the same components.

図1に、本発明の風力発電システムの外観構成を示す。 FIG. 1 shows an external configuration of the wind power generation system of the present invention.

図1に示すように、風車1は、タワー2と、水平面内で回転駆動できるようにタワー2の上部に設置されたナセル3と、ナセル3に接続され、3枚のブレード4a、4b、4c及びハブ5で構成されるロータ6とにより概略構成されている。ロータ6は、図示しない主軸を介してナセル3に回転可能に支持される。なお、ブレード4a、4b、4cの枚数は例示的であり、それ以外の枚数も取り得ることは言うまでもない。 As shown in FIG. 1, a wind turbine 1 includes a tower 2, a nacelle 3 installed above the tower 2 so as to be rotationally driven in a horizontal plane, and three blades 4a, 4b, 4c connected to the nacelle 3. And a rotor 6 composed of a hub 5. The rotor 6 is rotatably supported by the nacelle 3 via a main shaft (not shown). Note that the number of blades 4a, 4b, and 4c is merely an example, and it goes without saying that other numbers may be used.

図2(a)にブレード4aを、図2(b)に図2(a)のA−A線に沿った断面構造を示す。 2A shows a blade 4a, and FIG. 2B shows a sectional structure taken along line AA of FIG. 2A.

該図に示すように、ブレード4aは、負圧側13の主桁15及び外皮(シェル)17と、正圧側14の主桁16及びシェル18と、前縁11側のウェブ19a及び後縁12側のウェブ19bと、を含んで構成される。負圧側13の主桁15と正圧側14の主桁16は、多くの場合、繊維強化樹脂(FRP; Fiber Reinforced Plastic)の積層によって形成されている。一般的には、ブレード4a、4b、4cに用いられるFRPの繊維にはガラス繊維や炭素繊維が使用され、母材樹脂にはエポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂が使用されている。 As shown in the figure, the blade 4a includes a main girder 15 and an outer skin (shell) 17 on the suction side 13, a main girder 16 and a shell 18 on the pressure side 14, a web 19a and a trailing edge 12 side on the leading edge 11 side. And a web 19b of. In most cases, the main girder 15 on the negative pressure side 13 and the main girder 16 on the positive pressure side 14 are formed by laminating fiber reinforced resin (FRP). Generally, glass fibers or carbon fibers are used as the FRP fibers used for the blades 4a, 4b, 4c, and epoxy resin or unsaturated polyester resin is used as the base resin.

一方、負圧側13のシェル17及び正圧側14のシェル18と前縁11側のウェブ19a及び後縁12側のウェブ19bは、ポリ塩化ビニルなどの発泡樹脂材やバルサなどの木材をFRPの表皮で挟んだサンドイッチ材で形成されている。 On the other hand, the shell 17 on the negative pressure side 13 and the shell 18 on the positive pressure side 14, the web 19a on the front edge 11 side and the web 19b on the rear edge 12 side are made of a foamed resin material such as polyvinyl chloride or wood such as balsa and the like as an FRP skin. It is made of sandwich material sandwiched between.

本実施例では、FRPの組成にガラス繊維とエポキシ樹脂、負圧側13のシェル17及び正圧側14のシェル18の芯材にバルサ、前縁11側のウェブ19a及び後縁12側のウェブ19bの芯材にポリ塩化ビニルを想定している。ただし、下記実施例は、FRPや芯材の材料組成に限定されるものではない。また、前縁11側のウェブ19a及び後縁12側のウェブ19bの本数は例示的であり、それ以外の本数も取り得る。 In this embodiment, the composition of FRP is glass fiber and epoxy resin, the core material of the shell 17 of the negative pressure side 13 and the shell 18 of the positive pressure side 14 is balsa, the web 19a on the front edge 11 side and the web 19b on the rear edge 12 side. Polyvinyl chloride is assumed for the core material. However, the following examples are not limited to the material composition of the FRP and the core material. Further, the numbers of the webs 19a on the front edge 11 side and the webs 19b on the rear edge 12 side are exemplifications, and other numbers can be taken.

図3に、本実施例に採用されるひずみ検出系21の構成を示す。 FIG. 3 shows the configuration of the strain detection system 21 used in this embodiment.

図3に示すひずみ検出系21は、広帯域の波長を照射する光源、反射光の波長や強度の検出器及び波長の変化量をひずみに変換する演算装置を備えたインテロゲータ22と、3つの光ファイバセンサ23a、23b、23cと、インテロゲータ22と光ファイバセンサ23aを結ぶ光ファイバケーブル25a及び25bと、光ファイバセンサ23aと23bを結ぶ光ファイバケーブル25c及び25dと、光ファイバセンサ23bと23cを結ぶ光ファイバケーブル25e及び25fと、により構成されている。 The strain detection system 21 shown in FIG. 3 is an interrogator 22 provided with a light source that radiates a wavelength in a wide band, a detector for the wavelength and intensity of reflected light, and an arithmetic unit that converts the amount of change in wavelength into strain, and three optical fibers. Sensors 23a, 23b, 23c, optical fiber cables 25a and 25b connecting the interrogator 22 and the optical fiber sensor 23a, optical fiber cables 25c and 25d connecting the optical fiber sensors 23a and 23b, and light connecting the optical fiber sensors 23b and 23c. It is composed of fiber cables 25e and 25f.

光ファイバケーブル25aと25bはコネクタ24aで、光ファイバケーブル25cと25dはコネクタ24bで、光ファイバケーブル25eと25fはコネクタ24cで、それぞれ接続されている。 The optical fiber cables 25a and 25b are connected by a connector 24a, the optical fiber cables 25c and 25d are connected by a connector 24b, and the optical fiber cables 25e and 25f are connected by a connector 24c.

光ファイバケーブル25aと25bはコネクタ24aに対して着脱可能に接続され、また、光ファイバケーブル25cと25dはコネクタ24bに対して、光ファイバケーブル25eと25fはコネクタ24cに対して、それぞれ着脱可能で接続されている。 The optical fiber cables 25a and 25b are detachably connected to the connector 24a, the optical fiber cables 25c and 25d are detachable from the connector 24b, and the optical fiber cables 25e and 25f are detachable from the connector 24c. It is connected.

本実施例では、光ファイバセンサ23a、23b、23cとしてFBGセンサを想定しており、このFBGセンサは、ブレード4a、4b、4cのうち、少なくとも1枚のブレードに長手方向に沿って配置されている。 In this embodiment, an FBG sensor is assumed as the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c, and this FBG sensor is arranged along at least one of the blades 4a, 4b, 4c along the longitudinal direction. There is.

なお、光ファイバセンサの種類は、FBGセンサに限定されない。FBGセンサ以外に、例えば、光ファイバ内の散乱光を検知する分布型光ファイバセンサを用いてもよい。また、本実施例では、例示的に光ファイバセンサの個数を3つとしているが、光ファイバセンサの個数は限定されるものではない。 The type of optical fiber sensor is not limited to the FBG sensor. In addition to the FBG sensor, for example, a distributed optical fiber sensor that detects scattered light in the optical fiber may be used. Further, in the present embodiment, the number of optical fiber sensors is illustratively three, but the number of optical fiber sensors is not limited.

また、光ファイバセンサ23a、23b、23cとコネクタ24a、24b、24cは、略直線状に直列接続されているが、光ファイバセンサ23a、23b、23cの配置に応じて、曲線状に直列接続されてもよいし、或いはコネクタ24a、24b、24cの少なくとも1つから分岐して並列的に光ファイバセンサ23a、23b、23cを接続してもよい。 Further, the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c and the connectors 24a, 24b, 24c are serially connected in a substantially linear shape, but are connected in a curved shape in series depending on the arrangement of the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c. Alternatively, at least one of the connectors 24a, 24b, 24c may be branched to connect the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c in parallel.

そして、本実施例のひずみ検出系21では、インテロゲータ22から照射された光は、光ファイバケーブル25aとコネクタ24a及び光ファイバケーブル25bを介して光ファイバセンサ23aに伝達され、光ファイバセンサ23aを透過した光は、光ファイバケーブル25cとコネクタ24b及び光ファイバケーブル25dを介して光ファイバセンサ23bに伝達され、更に、光ファイバセンサ23bを透過した光は、光ファイバケーブル25eとコネクタ24c及び光ファイバケーブル25fを介して光ファイバセンサ23cに伝達される。 Then, in the strain detection system 21 of the present embodiment, the light emitted from the interrogator 22 is transmitted to the optical fiber sensor 23a via the optical fiber cable 25a, the connector 24a and the optical fiber cable 25b, and transmitted through the optical fiber sensor 23a. The transmitted light is transmitted to the optical fiber sensor 23b via the optical fiber cable 25c, the connector 24b and the optical fiber cable 25d, and the light transmitted through the optical fiber sensor 23b is further transmitted to the optical fiber cable 25e, the connector 24c and the optical fiber cable. It is transmitted to the optical fiber sensor 23c via 25f.

光ファイバセンサ23a、23b、23cは、配置されたブレード4a上の任意の位置のセンサ軸方向のひずみの変化量に対応した波長を有する光を、光ファイバケーブル25a、25b、25c、25d、25e及び25fを介してインテロゲータ22に反射する。インテロゲータ22は、伝達された反射光の波長や強度を検出し、波長に対応するセンサ軸方向のひずみ量に変換する。 The optical fiber sensors 23a, 23b, 23c emit light having a wavelength corresponding to the amount of change in strain in the sensor axis direction at an arbitrary position on the arranged blade 4a to the optical fiber cables 25a, 25b, 25c, 25d, 25e. And 25f to the interrogator 22. The interrogator 22 detects the wavelength and intensity of the transmitted reflected light and converts it into a strain amount in the sensor axis direction corresponding to the wavelength.

図4(a)にブレード4aにひずみ検出系21を設置した状態を示し、図4(b)に図4(a)のB−B線に沿った断面、図4(c)に図4(b)のC部の詳細を、それぞれ示す。 FIG. 4A shows a state in which the strain detection system 21 is installed on the blade 4a, FIG. 4B shows a cross section taken along the line BB in FIG. 4A, and FIG. Details of section C in b) are shown below.

該図に示す実施例では、光ファイバセンサ23a、23b、23c、コネクタ24a、24b、24c、光ファイバケーブル25b、25c、25d、25e、25f及び光ファイバケーブル25aのブレード4aと重なる部分は、それぞれブレード4aの負圧側の主桁15の外側表面に設けた溝31に沿って埋設されている。 In the embodiment shown in the figure, the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c, the connectors 24a, 24b, 24c, the optical fiber cables 25b, 25c, 25d, 25e, 25f and the portion of the optical fiber cable 25a which overlaps with the blade 4a are respectively It is embedded along the groove 31 provided on the outer surface of the main girder 15 on the negative pressure side of the blade 4a.

図4(c)に示す溝31の開口部の幅wは、光ファイバセンサ23bの断面の直径Dに対してw≧Dとし、溝31の深さhは、光ファイバセンサ23bの断面の直径Dに対してh≧Dとする。溝31は、ブレード4aの元形状となるように成形してもよいし、ブレード4aの外側表面を滑らかに形成した後に掘削等により成形してもよい。 The width w of the opening of the groove 31 shown in FIG. 4C is w≧D with respect to the diameter D of the cross section of the optical fiber sensor 23b, and the depth h of the groove 31 is the diameter of the cross section of the optical fiber sensor 23b. For D, h≧D. The groove 31 may be formed to have the original shape of the blade 4a, or may be formed by excavation or the like after the outer surface of the blade 4a is formed smoothly.

なお、図4(c)は、光ファイバセンサ23bを例にして説明しているが、他の光ファイバセンサ23a、23cも同様に構成されている。 Although FIG. 4C illustrates the optical fiber sensor 23b as an example, the other optical fiber sensors 23a and 23c have the same configuration.

このように構成する本実施例では、ブレード4aの外側表面に光ファイバセンサ23a、23b、23cを配置した場合であっても、ブレード4aの外側表面に凸面が形成されることはない。 In this embodiment having such a configuration, no convex surface is formed on the outer surface of the blade 4a even when the optical fiber sensors 23a, 23b, and 23c are arranged on the outer surface of the blade 4a.

従って、ブレード4aに沿った空気流の乱れを抑えられ、ブレード4aの空力性能の低下を抑制できる。また、光ファイバセンサ23a、23b、23cは、ブレード4aの外側表面に配置されているため、光ファイバセンサ23a、23b、23cが故障した場合には容易に交換できる。例えば、クレーンを用いることで、人は容易にブレード4aの外側表面に到達できるため、光ファイバセンサ23a、23b、23cのうち故障したセンサを抜き取り、新品と交換できる。 Therefore, the turbulence of the air flow along the blade 4a can be suppressed, and the deterioration of the aerodynamic performance of the blade 4a can be suppressed. Further, since the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c are arranged on the outer surface of the blade 4a, they can be easily replaced when the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c fail. For example, by using a crane, a person can easily reach the outer surface of the blade 4a, so that the defective sensor of the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c can be extracted and replaced with a new one.

一例として、光ファイバセンサ23bが故障した場合には、まず、光ファイバケーブル25dをコネクタ24bから、光ファイバケーブル25eをコネクタ24cから、それぞれ取り外す。そして、光ファイバセンサ23bと、光ファイバケーブル25d及び25eを溝31から抜き取り、新品の光ファイバセンサと光ファイバケーブルを溝31に設置する。最後に、新品の光ファイバケーブルとコネクタ24b及び24cをそれぞれ接続することで、光ファイバセンサの交換を実施できる。 As an example, when the optical fiber sensor 23b fails, first, the optical fiber cable 25d is detached from the connector 24b and the optical fiber cable 25e is detached from the connector 24c. Then, the optical fiber sensor 23b and the optical fiber cables 25d and 25e are pulled out from the groove 31, and a new optical fiber sensor and the optical fiber cable are installed in the groove 31. Finally, the optical fiber sensor can be replaced by connecting the new optical fiber cable and the connectors 24b and 24c, respectively.

また、光ファイバセンサ23a、23b、23cは、溝31に接着剤や両面テープ等を用いて固定してもよい。これにより、ブレード4aのひずみの計測精度を向上できる。 Further, the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c may be fixed to the groove 31 by using an adhesive, a double-sided tape or the like. Thereby, the accuracy of measuring the strain of the blade 4a can be improved.

また、コネクタ24a、24b、24cと光ファイバケーブル25a、25b、25c、25d、25e及び25fは、溝31に接着剤や両面テープ等を用いて固定しなくてもよい。コネクタ24a、24b、24cと光ファイバケーブル25a、25b、25c、25d、25e及び25fを溝31に固定しないことで、新品の光ファイバケーブルとコネクタ24a、24b、24cの接続を、より容易にできる。 Further, the connectors 24a, 24b, 24c and the optical fiber cables 25a, 25b, 25c, 25d, 25e, and 25f do not have to be fixed to the groove 31 by using an adhesive or a double-sided tape. By not fixing the connectors 24a, 24b, 24c and the optical fiber cables 25a, 25b, 25c, 25d, 25e and 25f in the groove 31, it is possible to connect the new optical fiber cable and the connectors 24a, 24b, 24c more easily. ..

実施例1では、光ファイバセンサ23a、23b、23cをブレード4aの負圧側の主桁15に配置したが、例えば、負圧側のシェル17の外側表面など、ブレード4aの他の位置に配置しても良い。 In the first embodiment, the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c are arranged on the main girder 15 on the suction side of the blade 4a, but they are arranged on other positions of the blade 4a, for example, on the outer surface of the shell 17 on the suction side. Is also good.

図5に、本発明の実施例2を示す。図5は、光ファイバセンサ23bと溝31及び負圧側の主桁15の断面を示し、溝31の形状が異なる実施例であり、上記した図4(c)の改良案を示すものである。 Example 2 of this invention is shown in FIG. FIG. 5 shows a cross section of the optical fiber sensor 23b, the groove 31 and the main girder 15 on the negative pressure side, which is an embodiment in which the shape of the groove 31 is different, and shows an improvement plan of FIG. 4(c) described above.

即ち、図5に示す実施例の溝31の開口部の幅wは、光ファイバセンサ23bの断面の直径Dに対してw<Dとし、溝31の深さhは、光ファイバセンサ23bの断面の直径Dに対してh≧Dとすることで、光ファイバセンサ23bが溝31の開口部の縁部分31aにより一部が覆われるようになっている。 That is, the width w of the opening of the groove 31 of the embodiment shown in FIG. 5 is w<D with respect to the diameter D of the cross section of the optical fiber sensor 23b, and the depth h of the groove 31 is the cross section of the optical fiber sensor 23b. By setting h≧D with respect to the diameter D, the optical fiber sensor 23b is partially covered by the edge portion 31a of the opening of the groove 31.

光ファイバセンサ23bは、溝31の開口部から押圧することで溝31内に設置されている。このため、溝31が形成される負圧側の主桁15は柔軟性のあるものが望ましく、例えば、FRP(GFRP、CFRP)等が考えられる。 The optical fiber sensor 23b is installed in the groove 31 by pressing from the opening of the groove 31. Therefore, the main girder 15 on the negative pressure side in which the groove 31 is formed is preferably flexible, and for example, FRP (GFRP, CFRP) or the like can be considered.

なお、図5は、光ファイバセンサ23bを例にして説明しているが、他の光ファイバセンサ23a、23cも同様に構成されている。 5 illustrates the optical fiber sensor 23b as an example, the other optical fiber sensors 23a and 23c have the same configuration.

これにより、実施例1と同様な効果が得られることは勿論、光ファイバセンサ23a、23b、23cは、溝31の開口部の縁部分31aにより一部が覆われるため、負圧側の主桁15への固定がより強固になされる。また、光ファイバセンサ23a、23b、23cは、溝31の開口部の縁部分31aで一部が保護されるため、風雨や砂塵等による計測誤差を抑制できる。 As a result, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and since the optical fiber sensors 23a, 23b, and 23c are partially covered by the edge portion 31a of the opening of the groove 31, the main girder 15 on the negative pressure side 15 can be obtained. Is more firmly fixed. Further, since the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c are partially protected by the edge portion 31a of the opening of the groove 31, it is possible to suppress a measurement error due to wind, rain, dust, or the like.

また、風雨や紫外線等による光ファイバセンサ23a、23b、23cの劣化や、光ファイバセンサ23a、23b、23cの固定に接着剤を用いた場合の接着剤の劣化を抑制できる。 Further, it is possible to suppress deterioration of the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c due to wind and rain, ultraviolet rays, or the like, and deterioration of the adhesive when the adhesive is used to fix the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c.

なお、溝31の開口部の幅wの最小値は、負圧側の主桁15の外側表面を破損することなく、光ファイバセンサ23a、23b、23cを溝31に押圧して埋設できる限界値にとる。即ち、光ファイバセンサ23a、23b、23cを溝31に押し込むときに、負圧側の主桁15の外側表面を破損しない溝31の開口部の幅wとするものである。 The minimum value of the width w of the opening of the groove 31 is set to a limit value at which the optical fiber sensors 23a, 23b, and 23c can be pressed and embedded in the groove 31 without damaging the outer surface of the main girder 15 on the negative pressure side. To take. That is, when the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c are pushed into the groove 31, the width w of the opening of the groove 31 is set so as not to damage the outer surface of the main girder 15 on the negative pressure side.

実施例2では、光ファイバセンサ23a、23b、23cをブレード4aの負圧側の主桁15に配置したが、例えば、負圧側のシェル17の外表面など、ブレード4aの他の位置に配置しても良い。 In the second embodiment, the optical fiber sensors 23a, 23b, and 23c are arranged on the main girder 15 on the negative pressure side of the blade 4a, but they are arranged on other positions of the blade 4a, for example, on the outer surface of the shell 17 on the negative pressure side. Is also good.

実施例1及び2では、光ファイバセンサ23a、23b、23cを付随する凸面を形成することなくブレード4aの外側表面に配置し、これにより、光ファイバセンサ23a、23b、23cの交換を容易にすると共に、ブレード4aの空力性能の低下を抑制している。 In Examples 1 and 2, the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c are arranged on the outer surface of the blade 4a without forming an associated convex surface, thereby facilitating the replacement of the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c. At the same time, the deterioration of the aerodynamic performance of the blade 4a is suppressed.

ところが、実際には、溝31の角部や大気と触れる表面側では、光ファイバセンサ23a、23b、23cの埋設によって微小な凹凸が形成される可能性があり、空気流がわずかに乱れることが考えられる。 However, in reality, minute irregularities may be formed on the corners of the groove 31 and on the surface side in contact with the atmosphere due to the embedding of the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c, and the air flow may be slightly disturbed. Conceivable.

そこで、より好ましくは、以下(図6(a)、図6(b)及び図6(c))に説明する実施例3である。この図6(a)、図6(b)及び図6(c)に示す実施例3は、光ファイバセンサ23a、23b、23cの交換を容易にすることは勿論、ブレード4aの空力性能の低下をより抑制するものである。 Therefore, more preferably, the third embodiment described below (FIG. 6A, FIG. 6B and FIG. 6C). The third embodiment shown in FIGS. 6(a), 6(b) and 6(c) facilitates replacement of the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c, and also reduces the aerodynamic performance of the blade 4a. Is more suppressed.

図6(a)にブレード4aにひずみ検出系32を設置した状態を示し、図6(b)に図6(a)のE−E線に沿った断面、図6(c)に図6(b)のF部の詳細を、それぞれ示す。 FIG. 6A shows a state in which the strain detection system 32 is installed on the blade 4a, FIG. 6B shows a cross section taken along the line EE of FIG. 6A, and FIG. Details of the F part of b) are shown respectively.

該図に示すひずみ検出系32は、インテロゲータ22と、光ファイバセンサ23a及び23bと、インテロゲータ22とコネクタ24aを結ぶ光ファイバケーブル25aと、コネクタ24aとコネクタ24bを結ぶ光ファイバケーブル25bと、コネクタ24bと光ファイバセンサ23aを結ぶ光ファイバケーブル25cと、光ファイバセンサ23aとコネクタ24cを結ぶ光ファイバケーブル25dと、コネクタ24cとコネクタ24dを結ぶ光ファイバケーブル25eと、コネクタ24dとコネクタ24eを結ぶ光ファイバケーブル25fと、コネクタ24eと光ファイバセンサ23bを結ぶ光ファイバケーブル25gと、により概略構成されている。 The strain detection system 32 shown in the figure includes an interrogator 22, optical fiber sensors 23a and 23b, an optical fiber cable 25a connecting the interrogator 22 and the connector 24a, an optical fiber cable 25b connecting the connector 24a and the connector 24b, and a connector 24b. And an optical fiber cable 25c connecting the optical fiber sensor 23a, an optical fiber cable 25d connecting the optical fiber sensor 23a and the connector 24c, an optical fiber cable 25e connecting the connector 24c and the connector 24d, and an optical fiber connecting the connector 24d and the connector 24e. It is roughly configured by a cable 25f and an optical fiber cable 25g connecting the connector 24e and the optical fiber sensor 23b.

光ファイバセンサ23a及び23bと、コネクタ24a、24b、24c、24d及び24eと、光ファイバケーブル25b、25c、25d、25e、25f及び25gと、光ファイバケーブル25aのブレード4aと重なる部分は、図6(c)に示すように、ブレード4aの負圧側の主桁15の外側表面に設けた溝31に沿って埋設されている。 The optical fiber sensors 23a and 23b, the connectors 24a, 24b, 24c, 24d and 24e, the optical fiber cables 25b, 25c, 25d, 25e, 25f and 25g, and the portion of the optical fiber cable 25a overlapping the blade 4a are shown in FIG. As shown in (c), it is embedded along a groove 31 provided on the outer surface of the main girder 15 on the negative pressure side of the blade 4a.

そして、本実施例では、ブレード4aの負圧側の主桁15の外側表面に設けた溝31の開口部をカバー26a、26b、26c及び26dで覆うようにした。即ち、光ファイバセンサ23a及び23bと、コネクタ24a、24b、24c、24d及び24eと、光ファイバケーブル25a、25b、25c、25d、25e、25f及び25gを、カバー26a、26b、26c及び26dで覆う(溝31の開口部に蓋をする)ようにして、これらを保護するようにしたものである。 In the present embodiment, the openings of the grooves 31 provided on the outer surface of the main girder 15 on the negative pressure side of the blade 4a are covered with the covers 26a, 26b, 26c and 26d. That is, the optical fiber sensors 23a and 23b, the connectors 24a, 24b, 24c, 24d and 24e and the optical fiber cables 25a, 25b, 25c, 25d, 25e, 25f and 25g are covered with covers 26a, 26b, 26c and 26d. (The opening of the groove 31 is covered) to protect them.

本実施例での溝31の深さhは、光ファイバセンサ23a及び23bの断面の直径Dに対してh≧Dであり、光ファイバセンサ23a及び23bを覆うカバー26bと26dの幅w´は、光ファイバセンサ23aと23bの断面の直径Dに対してw´≧Dである。カバー26a、26b、26c及び26dの外側表面形状は、溝31の周囲の負圧側の主桁15の外側表面形状と滑らかに連結されている。 The depth h of the groove 31 in this embodiment is h≧D with respect to the diameter D of the cross section of the optical fiber sensors 23a and 23b, and the width w′ of the covers 26b and 26d covering the optical fiber sensors 23a and 23b is , W′≧D with respect to the diameter D of the cross section of the optical fiber sensors 23a and 23b. The outer surface shape of the covers 26 a, 26 b, 26 c and 26 d is smoothly connected to the outer surface shape of the main girder 15 on the negative pressure side around the groove 31.

なお、溝31をブレード4aの成形後に掘削等によって設ける場合は、カバー26a、26b、26c及び26dの外側表面形状を、ブレード4aの元表面形状と等しくなるように成形することが望ましい。 When the groove 31 is provided by excavation or the like after forming the blade 4a, it is desirable that the outer surface shape of the covers 26a, 26b, 26c and 26d be formed to be equal to the original surface shape of the blade 4a.

また、本実施例では、カバー26a、26b、26c及び26dの材料として、ブレード4aを構成するFRPと同組成のものを想定している。 Further, in the present embodiment, the material of the covers 26a, 26b, 26c and 26d is assumed to have the same composition as the FRP constituting the blade 4a.

本実施例では、負圧側の主桁15の外側表面とカバー26a、26b、26c及び26dの外側表面が滑らかに結ばれるため、ブレード4aの外側表面に沿った意図しない空気流の乱れをより抑制できる。 In this embodiment, since the outer surface of the main girder 15 on the negative pressure side and the outer surfaces of the covers 26a, 26b, 26c and 26d are smoothly connected, unintentional turbulence of the air flow along the outer surface of the blade 4a is further suppressed. it can.

従って、ブレード4aの空力性能の低下をより抑制しながら光ファイバセンサ23a及び23bを配置できる。また、光ファイバセンサ23a及び23bは、ブレード4aの外側表面に配置されているため、光ファイバセンサ23a及び23bが故障した場合に容易に交換できる。 Therefore, the optical fiber sensors 23a and 23b can be arranged while further suppressing the deterioration of the aerodynamic performance of the blade 4a. Further, since the optical fiber sensors 23a and 23b are arranged on the outer surface of the blade 4a, they can be easily replaced when the optical fiber sensors 23a and 23b fail.

例えば、光ファイバセンサ23aが故障した場合には、まず、カバー26bを取り外し、光ファイバケーブル25cをコネクタ24bから、光ファイバケーブル25dをコネクタ24cから、それぞれ取り外す。そして、光ファイバセンサ23aと、光ファイバケーブル25c及び25dを溝31から抜き取り、新品の光ファイバセンサと光ファイバケーブルを溝31に設置する。最後に、新品の光ファイバケーブルとコネクタ24b、24cをそれぞれ接続することで、光ファイバセンサの交換を実施できる。 For example, when the optical fiber sensor 23a fails, first, the cover 26b is removed, the optical fiber cable 25c is removed from the connector 24b, and the optical fiber cable 25d is removed from the connector 24c. Then, the optical fiber sensor 23a and the optical fiber cables 25c and 25d are pulled out from the groove 31, and a new optical fiber sensor and the optical fiber cable are installed in the groove 31. Finally, the optical fiber sensor can be replaced by connecting the new optical fiber cable and the connectors 24b and 24c, respectively.

光ファイバセンサ23a及び23bは、溝31に接着剤や両面テープ等を用いて固定してもよい。これにより、ブレード4aのひずみの計測精度を向上できる。 The optical fiber sensors 23a and 23b may be fixed to the groove 31 with an adhesive, a double-sided tape or the like. Thereby, the accuracy of measuring the strain of the blade 4a can be improved.

また、コネクタ24a、24b、24cと光ファイバケーブル25a、25b、25c、25d、25e及び25fは、作業性の観点から溝31に接着剤や両面テープ等を用いて固定しなくてもよい。溝31に固定しないことで、新品の光ファイバケーブルとコネクタ24a、24b、24cの接続をより容易にできる。 Further, the connectors 24a, 24b, 24c and the optical fiber cables 25a, 25b, 25c, 25d, 25e, and 25f do not have to be fixed to the groove 31 by using an adhesive, a double-sided tape or the like from the viewpoint of workability. By not fixing in the groove 31, the connection between the new optical fiber cable and the connectors 24a, 24b, 24c can be made easier.

また、カバー26a、26b、26c及び26dは、溝31の側面に接着剤や両面テープ等を用いて固定しても良い。この場合、カバー26a、26b、26c及び26dを負圧側の主桁15に対してより強固に固定でき、空気流の乱れをより抑制できる。 Further, the covers 26a, 26b, 26c and 26d may be fixed to the side surface of the groove 31 by using an adhesive, a double-sided tape or the like. In this case, the covers 26a, 26b, 26c and 26d can be more firmly fixed to the main girder 15 on the negative pressure side, and the turbulence of the air flow can be further suppressed.

図7(a)に、本発明の実施例4を示す。図7(a)は、光ファイバセンサ23b、溝31、カバー26d及び負圧側の主桁15の断面を示し、光ファイバセンサ23bの埋設の他の実施例であり、実施例3の改良案である。 Example 4 of the present invention is shown in FIG. FIG. 7A shows a cross section of the optical fiber sensor 23b, the groove 31, the cover 26d, and the main girder 15 on the negative pressure side, which is another embodiment of embedding the optical fiber sensor 23b, and is a modification of the third embodiment. is there.

図7(a)に示す実施例4では、カバー26dの片側側面に突起26d1を設けると共に、この突起26d1と対応する溝31の側面の位置に第2の溝31Aを設け、両者を篏合するようにしたものである。 In Example 4 shown in FIG. 7A, a protrusion 26d1 is provided on one side surface of the cover 26d, and a second groove 31A is provided at a position on the side surface of the groove 31 corresponding to the protrusion 26d1 so as to be joined together. It was done like this.

即ち、溝31内に光ファイバセンサ23bを設置し、この光ファイバセンサ23bが設置された溝31の開口部をカバー26dで覆うに際に、カバー26dの片側側面に突起26d1を設け、この突起26d1にはめ合うように、突起26d1と対応する溝31の側面の位置に第2の溝31Aを設け、カバー26dの突起26d1を第2の溝31Aに篏合して、溝31の開口部をカバー26dで覆うようにしたものである。 That is, when the optical fiber sensor 23b is installed in the groove 31 and the opening of the groove 31 in which the optical fiber sensor 23b is installed is covered with the cover 26d, the protrusion 26d1 is provided on one side surface of the cover 26d. A second groove 31A is provided at a position on the side surface of the groove 31 corresponding to the protrusion 26d1 so as to fit with the protrusion 26d1, and the protrusion 26d1 of the cover 26d is fitted into the second groove 31A to open the opening of the groove 31. The cover 26d is used.

なお、図7(a)は、光ファイバセンサ23bを例にして説明しているが、他の光ファイバセンサ23a、23cも同様に構成されている。 Although FIG. 7A illustrates the optical fiber sensor 23b as an example, the other optical fiber sensors 23a and 23c have the same configuration.

これにより、実施例3と同様な効果が得られることは勿論、カバー26a、26b、26c及び26dと溝31を、それぞれのカバーカバー26a、26b、26c及び26dの突起を第2の溝31Aに機械的にはめ合うことができ、カバー26a、26b、26c及び26dと溝31の固定をより強固にできる。加えて、カバー26a、26b、26c及び26dと溝31の位置合わせを、より容易に行うことができる。 As a result, the same effects as those of the third embodiment can be obtained, and the covers 26a, 26b, 26c and 26d and the groove 31 can be provided in the second groove 31A by the protrusions of the respective cover covers 26a, 26b, 26c and 26d. They can be fitted mechanically, and the cover 26a, 26b, 26c and 26d and the groove 31 can be fixed more firmly. In addition, the positions of the covers 26a, 26b, 26c and 26d and the groove 31 can be more easily aligned.

なお、図7(a)では、カバー26a、26b、26c及び26dの片側側面に突起を設けたが、カバー26a、26b、26c及び26dの両側側面に突起を設けてもよい。この場合、カバー26a、26b、26c及び26dと溝31の固定をさらに強固にできる。 In FIG. 7A, the protrusions are provided on one side surface of the covers 26a, 26b, 26c and 26d, but the protrusions may be provided on both side surfaces of the covers 26a, 26b, 26c and 26d. In this case, the covers 26a, 26b, 26c and 26d and the groove 31 can be fixed more firmly.

図7(b)に、本発明の実施例5を示す。図7(b)は、光ファイバセンサ23b、溝31、カバー26d及び負圧側の主桁15の断面を示し、光ファイバセンサ23bの埋設の他の実施例であり、実施例3の改良案である。 Example 5 of the present invention is shown in FIG. FIG. 7B shows a cross section of the optical fiber sensor 23b, the groove 31, the cover 26d, and the main girder 15 on the negative pressure side, which is another embodiment of embedding the optical fiber sensor 23b, and is a modification of the third embodiment. is there.

図7(b)に示す実施例5では、カバー26dの幅w´を、光ファイバセンサ23bの断面の直径Dに対してw´<Dとしたものである。 In the fifth embodiment shown in FIG. 7B, the width w'of the cover 26d is set to w'<D with respect to the diameter D of the cross section of the optical fiber sensor 23b.

なお、図7(b)は、光ファイバセンサ23bを例にして説明しているが、他の光ファイバセンサ23a、23cも同様に構成されている。 Although FIG. 7B illustrates the optical fiber sensor 23b as an example, the other optical fiber sensors 23a and 23c have the same configuration.

これにより、実施例3と同様な効果が得られることは勿論、光ファイバセンサ23bは、溝31の開口部の縁部分31aにより一部が覆われるため、主桁15への固定がより強固になされる。 As a result, the same effect as that of the third embodiment can be obtained, and the optical fiber sensor 23b is partially covered by the edge portion 31a of the opening of the groove 31, so that the optical fiber sensor 23b can be more firmly fixed to the main girder 15. Done.

図8に、本発明の実施例6を示す。図8は、光ファイバケーブル25a、25b、25c、25d、25e、25f及び25gの損傷に対して、光ファイバケーブルの交換をより容易にした例である。 Example 6 of the present invention is shown in FIG. FIG. 8 shows an example in which the optical fiber cables can be replaced more easily when the optical fiber cables 25a, 25b, 25c, 25d, 25e, 25f and 25g are damaged.

即ち、図8に示す実施例6は、ブレード4aの根元と光ファイバセンサ23aの距離、または光ファイバセンサ23aと23bの距離が大きい場合に、それらの間のカバー26aと26cを、カバー26aと26a´、カバー26cと26c´のように、ブレード4aの長手方向に複数に分割したものである。 That is, in the sixth embodiment shown in FIG. 8, when the distance between the root of the blade 4a and the optical fiber sensor 23a or the distance between the optical fiber sensors 23a and 23b is large, the covers 26a and 26c between them are replaced by the cover 26a. 26a' and covers 26c and 26c' are divided into a plurality of pieces in the longitudinal direction of the blade 4a.

これにより、長い距離で敷設される光ファイバケーブル25a、25h、25b、または25e、25i、25fに分割し、コネクタ24fと24gで接続することで、光ファイバケーブルに損傷が生じた場合に交換をより容易にできる。 As a result, by splitting the optical fiber cables 25a, 25h, 25b or 25e, 25i, 25f laid at a long distance and connecting them with the connectors 24f and 24g, replacement is possible when the optical fiber cable is damaged. You can do it easier.

本実施例では、光ファイバセンサ23a及び23bをブレード4aの負圧側の主桁15に配置したが、例えば、負圧側のシェル17の外側表面など、ブレード4aの他の位置に配置しても良い。また、2つの光ファイバセンサ23a及び23bの埋設について示したが、光ファイバセンサの個数に限定されない。 In this embodiment, the optical fiber sensors 23a and 23b are arranged on the main girder 15 on the suction side of the blade 4a, but may be arranged at other positions on the blade 4a, for example, on the outer surface of the shell 17 on the suction side. .. Further, the embedding of the two optical fiber sensors 23a and 23b has been shown, but the number of optical fiber sensors is not limited.

また、本実施例は、カバー26a、26b、26c及び26dの組成は限定されない。例えば、溝31の周辺またはブレード4aの全面に塗布し、乾燥させた塗料をカバーとして扱ってもよい。 Further, in this embodiment, the composition of the covers 26a, 26b, 26c and 26d is not limited. For example, the coating material applied to the periphery of the groove 31 or the entire surface of the blade 4a and dried may be treated as a cover.

図9に、本発明の実施例7を示す。図9は、光ファイバセンサ23b、溝31、負圧側の主桁15の断面を示し、ブレード4aの保護を目的として多く用いられるポリウレタン樹脂系の塗料33で光ファイバセンサ23bと負圧側の主桁15をコーティングした例である。 FIG. 9 shows a seventh embodiment of the present invention. FIG. 9 shows a cross section of the optical fiber sensor 23b, the groove 31, and the main girder 15 on the negative pressure side. The optical fiber sensor 23b and the main girder on the negative pressure side are coated with a polyurethane resin-based paint 33 that is often used for the purpose of protecting the blade 4a. 15 is an example of coating 15.

即ち、溝31内に光ファイバセンサ23bを設置し、この光ファイバセンサ23bが設置された負圧側の主桁15の溝31の開口部を含んだ部分を、ポリウレタン樹脂系の塗料33でコーティングしたものである。 That is, the optical fiber sensor 23b is installed in the groove 31, and the portion including the opening of the groove 31 of the main girder 15 on the negative pressure side where the optical fiber sensor 23b is installed is coated with the polyurethane resin paint 33. It is a thing.

なお、図9は、光ファイバセンサ23bを例にして説明しているが、他の光ファイバセンサ23a、23cも同様に構成されている。 9 illustrates the optical fiber sensor 23b as an example, the other optical fiber sensors 23a and 23c have the same configuration.

これにより、実施例3と同様な効果が得られることは勿論、光ファイバセンサ23a、23b、23cは、塗料33で大気や太陽光から保護されるため、光ファイバセンサ23a、23b、23cや接着剤の耐候劣化を防止できる。 As a result, the same effects as those of the third embodiment can be obtained, and since the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c are protected from the atmosphere and the sunlight by the paint 33, the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c and the adhesives are adhered. The weather resistance of the agent can be prevented.

また、塗料33の膜は、一般的に低強度であるため容易に除去でき、光ファイバセンサの交換を実施できる。光ファイバセンサを交換した後は、再び塗料33でコーティングして交換した光ファイバセンサを保護できる。なお、本実施例は、塗料33の成分に限定されない。 In addition, since the film of the paint 33 generally has low strength, it can be easily removed and the optical fiber sensor can be replaced. After the optical fiber sensor is replaced, the replaced optical fiber sensor can be protected by coating with the paint 33 again. The present embodiment is not limited to the components of the paint 33.

図10に、本発明の実施例8を示す。図10は、2本の光ファイバセンサ23b及び43b、溝31、カバー26d及び負圧側の主桁15の断面を示し、2本の光ファイバセンサ23b及び43bを溝31に並列に配置し、その2本の光ファイバセンサ23b及び43bが並列に配置された溝31の開口部をカバー26dで覆った例である。 Example 8 of the present invention is shown in FIG. FIG. 10 shows a cross section of the two optical fiber sensors 23b and 43b, the groove 31, the cover 26d and the main girder 15 on the negative pressure side, and the two optical fiber sensors 23b and 43b are arranged in parallel in the groove 31. In this example, the opening of the groove 31 in which the two optical fiber sensors 23b and 43b are arranged in parallel is covered with the cover 26d.

即ち、溝31内に2本の光ファイバセンサ23b及び43bが並列に配置され、この光ファイバセンサ23bが設置された負圧側の主桁15の溝31の開口部をカバー26dで覆ったものである。この際、カバー26dの幅w´は、光ファイバセンサ23b及び43bの断面の直径Dに対してw´≧2Dとしている。 That is, the two optical fiber sensors 23b and 43b are arranged in parallel in the groove 31, and the opening of the groove 31 of the main girder 15 on the negative pressure side where the optical fiber sensor 23b is installed is covered with the cover 26d. is there. At this time, the width w′ of the cover 26d is set to w′≧2D with respect to the diameter D of the cross section of the optical fiber sensors 23b and 43b.

なお、図10は、光ファイバセンサ23bを例にして説明しているが、他の光ファイバセンサ23a、23cも同様に構成されている。 10 illustrates the optical fiber sensor 23b as an example, the other optical fiber sensors 23a and 23c have the same configuration.

これにより、実施例3と同様な効果が得られることは勿論、本実施例では、溝31は、光ファイバセンサ23b及び43bを並列して配置できるほど広いため、光ファイバセンサの交換をより容易にできる。また、光ファイバセンサ23b及び43bのうち、片方をひずみの温度補正用センサとして用いることで、ひずみの計測精度をより向上できる。 As a result, the same effect as that of the third embodiment can be obtained, and in this embodiment, since the groove 31 is wide enough to allow the optical fiber sensors 23b and 43b to be arranged in parallel, it is easier to replace the optical fiber sensor. You can Further, by using one of the optical fiber sensors 23b and 43b as a strain temperature correction sensor, the strain measurement accuracy can be further improved.

図11(a)に、本発明の実施例9を示す。図11(a)は、複数の光ファイバセンサ23a、23b、23c、43bを有し、それらの光ファイバセンサ23a、23b、23c、43bの少なくとも2つ(本実施例では、光ファイバセンサ23bと43b)が並列的に配置されてひずみ検出系34を構成する例である。 Example 9 of the present invention is shown in FIG. FIG. 11A has a plurality of optical fiber sensors 23a, 23b, 23c, 43b, and at least two of these optical fiber sensors 23a, 23b, 23c, 43b (in this embodiment, the optical fiber sensor 23b and 43b) are arranged in parallel to configure the strain detection system 34.

即ち、図11(a)に示す実施例9のひずみ検出系34は、インテロゲータ22と、光ファイバセンサ23a、23b、23c及び43bと、コネクタ24a、24b、24cと、光ファイバケーブル25a、25b、25c、25d、25e及び25fと45d、45eとにより概略構成され、そして、本実施例では、光ファイバセンサ23bと43bが並列的に配置されている。 That is, the strain detection system 34 of the ninth embodiment shown in FIG. 11A includes an interrogator 22, optical fiber sensors 23a, 23b, 23c and 43b, connectors 24a, 24b and 24c, and optical fiber cables 25a and 25b. 25c, 25d, 25e and 25f, and 45d and 45e, and in this embodiment, the optical fiber sensors 23b and 43b are arranged in parallel.

本実施例での光ファイバセンサ23bは故障したセンサを想定しており、この故障した光ファイバセンサ23bに接続されている光ファイバケーブル25d及び25eは、コネクタ24b及び24cに接続されていない。 The optical fiber sensor 23b in the present embodiment is assumed to be a broken sensor, and the optical fiber cables 25d and 25e connected to the broken optical fiber sensor 23b are not connected to the connectors 24b and 24c.

このように、光ファイバセンサ23bと43bが並列的に配置され、しかも、図10に示した実施例8のように、カバー26d(26a、26b、26c)の幅w´を、光ファイバセンサ23bと43bの断面の直径Dに対してw´≧2Dとすることで、故障した光ファイバセンサ23bを溝31から除去することなく、コネクタ24bと24cを、光ファイバセンサ43bに接続されている新品の光ファイバケーブル45dと45eに接続し直すだけでよい。これにより、光ファイバセンサ23bの交換にかかる時間を、短縮することができる。 In this way, the optical fiber sensors 23b and 43b are arranged in parallel, and the width w'of the cover 26d (26a, 26b, 26c) is set to the optical fiber sensor 23b as in the eighth embodiment shown in FIG. By setting w′≧2D with respect to the diameter D of the cross section of the optical fibers 43 and 43b, the connectors 24b and 24c are connected to the optical fiber sensor 43b without removing the defective optical fiber sensor 23b from the groove 31. All that is required is to reconnect the optical fiber cables 45d and 45e. As a result, the time required to replace the optical fiber sensor 23b can be shortened.

図11(b)に、本発明の実施例10を示す。図11(b)は、光ファイバセンサ23a、23b、23c、コネクタ24a、24b、24c及び光ファイバケーブル25a、25b、25c、25d、25e、25fが直列的に接続されて第1のひずみ検出ライン36を構成すると共に、光ファイバセンサ43a、43b、43c、コネクタ44a、44b、44c及び光ファイバケーブル45a、45b、45c、45d、45e、45fは直列的に接続されて第2のひずみ検出ライン37を構成し、第1のひずみ検出ライン36と第2のひずみ検出ライン37が並列的に配置されている例である。 Embodiment 10 of the present invention is shown in FIG. FIG. 11B shows a first strain detection line in which optical fiber sensors 23a, 23b, 23c, connectors 24a, 24b, 24c and optical fiber cables 25a, 25b, 25c, 25d, 25e, 25f are connected in series. 36, and the optical fiber sensors 43a, 43b, 43c, the connectors 44a, 44b, 44c and the optical fiber cables 45a, 45b, 45c, 45d, 45e, 45f are connected in series to form the second strain detection line 37. And the first strain detection line 36 and the second strain detection line 37 are arranged in parallel.

即ち、図11(b)に示す実施例10のひずみ検出系34は、インテロゲータ22と、第1のひずみ検出ライン36を構成する光ファイバセンサ23a、23b、23c、コネクタ24a、24b、24c及び光ファイバケーブル25a、25b、25c、25d、25e、25fと、インテロゲータ22と、第2のひずみ検出ライン37を構成する光ファイバセンサ43a、43b、43c、コネクタ44a、44b、44c、及び光ファイバケーブル45a、45b、45c、45d、45e、45fとから成っている。 That is, the strain detection system 34 of the tenth embodiment shown in FIG. 11B includes the interrogator 22, the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c, the connectors 24a, 24b, 24c, and the optical fibers constituting the first strain detection line 36. The fiber cables 25a, 25b, 25c, 25d, 25e, 25f, the interrogator 22, and the optical fiber sensors 43a, 43b, 43c, the connectors 44a, 44b, 44c, and the optical fiber cable 45a that form the second strain detection line 37. , 45b, 45c, 45d, 45e, 45f.

そして、光ファイバセンサ23a、23b、23cとコネクタ24a、24b、24c及び光ファイバケーブル25a、25b、25c、25d、25e、25fが直列的に接続されて第1のひずみ検出ライン36を構成し、光ファイバセンサ43a、43b、43cとコネクタ44a、44b、44c及び光ファイバケーブル45a、45b、45c、45d、45e、45fが直列的に接続されて第2のひずみ検出ライン37を構成すると共に、第1のひずみ検出ライン36と第2のひずみ検出ライン37が並列的に配置されている。 Then, the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c and the connectors 24a, 24b, 24c and the optical fiber cables 25a, 25b, 25c, 25d, 25e, 25f are connected in series to form the first strain detection line 36, The optical fiber sensors 43a, 43b, 43c, the connectors 44a, 44b, 44c and the optical fiber cables 45a, 45b, 45c, 45d, 45e, 45f are connected in series to form the second strain detection line 37, and The first strain detection line 36 and the second strain detection line 37 are arranged in parallel.

つまり、図10に示した実施例8のように、カバー26d(26a、26b、26c)の幅w´を、光ファイバセンサ23bと43bの断面の直径Dに対してw´≧2Dとすることで、第1のひずみ検出ライン36と第2のひずみ検出ライン37を並列して溝31内に配置することができる。 That is, as in the eighth embodiment shown in FIG. 10, the width w′ of the cover 26d (26a, 26b, 26c) is set to w′≧2D with respect to the diameter D of the cross section of the optical fiber sensors 23b and 43b. Then, the first strain detection line 36 and the second strain detection line 37 can be arranged in parallel in the groove 31.

従って、ひずみ検出系34の冗長性が高められるし、また、第1のひずみ検出ライン36と第2のひずみ検出ライン37のいずれかに温度補正用センサを用いることで、ひずみ検出系34の計測精度をより向上できる。 Therefore, the redundancy of the strain detection system 34 is enhanced, and the temperature of the strain detection system 34 is measured by using the temperature correction sensor in either the first strain detection line 36 or the second strain detection line 37. The accuracy can be further improved.

なお、本実施例では、光ファイバセンサ23a、23b、23cと光ファイバセンサ43a、43b、43cをブレード4aの負圧側の主桁15に配置したが、例えば、負圧側のシェル17の外側表面など、ブレード4aの他の位置に配置しても良い。また、光ファイバセンサの個数は例示的であり、本実施例では、光ファイバセンサの個数に限定されない。 In this embodiment, the optical fiber sensors 23a, 23b, 23c and the optical fiber sensors 43a, 43b, 43c are arranged on the main girder 15 on the negative pressure side of the blade 4a. However, for example, the outer surface of the shell 17 on the negative pressure side, etc. It may be arranged at another position of the blade 4a. Further, the number of optical fiber sensors is an example, and the number of optical fiber sensors is not limited in the present embodiment.

図12に、本発明の実施例11を示す。図12に示す実施例11は、上述した溝内に設置された光ファイバセンサを覆うカバーに、付加的な機能を設けたものである。 Example 11 of the present invention is shown in FIG. In Example 11 shown in FIG. 12, a cover for covering the optical fiber sensor installed in the groove described above is provided with an additional function.

風力発電システムのブレードには、発電効率の向上を目的として、ボルテクスジェネレータ(Vortex generator)やスポイラ(Spoiler)、ガーニーフラップ(Gurney flap)などのアタッチメント部品がしばしば設けられる場合がある。 The blades of a wind power generation system are often provided with attachment parts such as a Vortex generator, a spoiler, and a Gurney flap for the purpose of improving power generation efficiency.

例えば、ボルテクスジェネレータは、ブレードの表面に意図的に凸面を設け、ブレードの表面に沿った空気流を乱すことで、境界層の剥離を抑制してブレード強度の信頼性を向上するものである。 For example, the vortex generator intentionally forms a convex surface on the surface of the blade and disturbs the air flow along the surface of the blade to suppress the separation of the boundary layer and improve the reliability of the blade strength.

図12は、光ファイバセンサ23b、溝31、カバー26d及び負圧側の主桁15の断面を示し、カバー26dの外側表面には、ボルテクスジェネレータ51が設けられている。このボルテクスジェネレータ51の材料には、ブレード4aと同じくFRPを想定している。一方、カバー26dの外側表面の形状は、溝31の周囲の負圧側の主桁15の外側表面の形状と滑らかに連結している。 FIG. 12 shows a cross section of the optical fiber sensor 23b, the groove 31, the cover 26d, and the main girder 15 on the negative pressure side. A vortex generator 51 is provided on the outer surface of the cover 26d. The material of the vortex generator 51 is assumed to be FRP, like the blade 4a. On the other hand, the shape of the outer surface of the cover 26d is smoothly connected to the shape of the outer surface of the main girder 15 on the negative pressure side around the groove 31.

従って、ブレード4aの外側表面とカバー26dの外側表面が滑らかに結ばれるため、ブレード4aの外側表面に沿った空気流の意図しない乱れをより抑制できる。加えて、カバー26dの外側表面には、ボルテクスジェネレータ51が設けられているため、ブレード4aの発電効率をより高めることができる。また、光ファイバセンサ23bは、ブレード4aの外側表面に配置されているため、光ファイバセンサ23bが故障した場合に容易に交換できる。 Therefore, since the outer surface of the blade 4a and the outer surface of the cover 26d are smoothly connected, unintentional disturbance of the air flow along the outer surface of the blade 4a can be further suppressed. In addition, since the vortex generator 51 is provided on the outer surface of the cover 26d, the power generation efficiency of the blade 4a can be further increased. Further, since the optical fiber sensor 23b is arranged on the outer surface of the blade 4a, it can be easily replaced when the optical fiber sensor 23b fails.

上記したボルテクスジェネレータ51は、カバー26dに接着剤または両面テープを用いて固定されている。 The above-mentioned vortex generator 51 is fixed to the cover 26d with an adhesive or a double-sided tape.

なお、本実施例では、光ファイバセンサ23bをブレード4aの負圧側の主桁15に配置したが、例えば、負圧側のシェル17の外側表面など、ブレード4aの他の位置に配置しても良い。また、光ファイバセンサの個数は限定されない。 In this embodiment, the optical fiber sensor 23b is arranged on the main girder 15 on the negative pressure side of the blade 4a, but it may be arranged on another position of the blade 4a, for example, on the outer surface of the shell 17 on the negative pressure side. . Further, the number of optical fiber sensors is not limited.

また、本実施例では、カバー26dにボルテクスジェネレータ51を設けたが、カバー26dにスポイラやガーニーフラップなどの他のアタッチメント部品を設けても良い。また、ボルテクスジェネレータ51の材料は限定されない。 Although the cover 26d is provided with the vortex generator 51 in this embodiment, the cover 26d may be provided with other attachment components such as a spoiler and a gurney flap. The material of the vortex generator 51 is not limited.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of a certain embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of a certain embodiment. Further, with respect to a part of the configuration of each embodiment, other configurations can be added/deleted/replaced.

1…風車、2…タワー、3…ナセル、4a、4b、4c…ブレード、5…ハブ、6…ロータ、11…前縁、12…後縁、13…負圧側、14…正圧側、15…負圧側の主桁、16…正圧側の主桁、17…負圧側の外皮(シェル)、18…正圧側の外皮(シェル)、19a…前縁側のウェブ、19b…後縁側のウェブ、21、32、34…ひずみ検出系、22…インテロゲータ、23a、23b、23c、43a、43b、43c…光ファイバセンサ,24a、24b、24c、24d、24e、44a、44b、44c…コネクタ、25a、25b、25c、25d、25e、25f、25g、25h、25i、45a、45b、45c、45d、45e、45f…光ファイバケーブル、26a、26b、26c、26d、26´、26c´…カバー、26d1…突起、31…溝、31a…溝の開口部の縁部分、31A…第2の溝、33…塗料、36…第1のひずみ検出ライン、37…第2のひずみ検出ライン、51…ボルテクスジェネレータ。 1... Windmill, 2... Tower, 3... Nacelle, 4a, 4b, 4c... Blade, 5... Hub, 6... Rotor, 11... Leading edge, 12... Trailing edge, 13... Negative pressure side, 14... Positive pressure side, 15... Negative pressure side main girder, 16... Positive pressure side main girder, 17... Negative pressure side outer skin (shell), 18... Positive pressure side outer skin (shell), 19a... Front edge side web, 19b... Rear edge side web, 21, 32, 34... Strain detection system, 22... Interrogator, 23a, 23b, 23c, 43a, 43b, 43c... Optical fiber sensor, 24a, 24b, 24c, 24d, 24e, 44a, 44b, 44c... Connector, 25a, 25b, 25c, 25d, 25e, 25f, 25g, 25h, 25i, 45a, 45b, 45c, 45d, 45e, 45f... Optical fiber cable, 26a, 26b, 26c, 26d, 26', 26c'... Cover, 26d1... Protrusion, 31... Groove, 31a... Edge portion of groove opening, 31A... Second groove, 33... Paint, 36... First strain detection line, 37... Second strain detection line, 51... Vortex generator.

Claims (15)

風を受けて回転するロータを構成する少なくとも1枚のブレードから成る風車ブレードであって、
前記ブレードの外側表面に溝が設けられ、この溝に沿って少なくとも1つの光ファイバセンサから構成されるひずみ検出系が設置されていることを特徴とする風車ブレード。
A wind turbine blade comprising at least one blade that constitutes a rotor that receives wind and rotates,
A wind turbine blade, wherein a groove is provided on an outer surface of the blade, and a strain detection system including at least one optical fiber sensor is installed along the groove.
請求項1に記載の風車ブレードであって、
前記光ファイバセンサは、少なくとも1枚の前記ブレードの長手方向に沿って複数個配置されていることを特徴とする風車ブレード。
The wind turbine blade according to claim 1,
A plurality of the optical fiber sensors are arranged along the longitudinal direction of at least one of the blades.
請求項1又は2に記載の風車ブレードであって、
前記ブレードは、負圧側の主桁及び外皮(シェル)と、正圧側の主桁及び外皮(シェル)と、前縁側のウェブ及び後縁側のウェブと、を含んで構成され、
前記光ファイバセンサは、前記ブレードの前記主桁、或いは前記シェルの外側表面に設けた前記溝に沿って埋設されていることを特徴とする風車ブレード。
The wind turbine blade according to claim 1 or 2, wherein
The blade is configured to include a main girder and an outer skin (shell) on the suction side, a main girder and an outer skin (shell) on the pressure side, a web on the leading edge side and a web on the trailing edge side,
The wind turbine blade, wherein the optical fiber sensor is embedded along the main girder of the blade or the groove provided on the outer surface of the shell.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の風車ブレードであって、
前記ひずみ検出系は、広帯域の波長を照射する光源、反射光の波長や強度の検出器及び波長の変化量をひずみに変換する演算装置を備えたインテロゲータと、複数個の前記光ファイバセンサと、前記インテロゲータと1つの前記光ファイバセンサを結ぶ光ファイバケーブルと、残りの前記光ファイバセンサ間を結ぶ複数本の前記光ファイバケーブルと、により構成されていることを特徴とする風車ブレード。
The wind turbine blade according to any one of claims 1 to 3,
The strain detection system, a light source for irradiating a wavelength of a wide band, an interrogator equipped with a detector for detecting the wavelength and intensity of reflected light and an amount of change in wavelength to a strain, and a plurality of the optical fiber sensors, A wind turbine blade comprising an optical fiber cable connecting the interrogator and one optical fiber sensor, and a plurality of the optical fiber cables connecting the remaining optical fiber sensors.
請求項4に記載の風車ブレードであって、
前記インテロゲータと1つの前記光ファイバセンサを結ぶ光ファイバケーブル、及び残りの前記光ファイバセンサ間を結ぶ複数本の前記光ファイバケーブルのそれぞれ途中にコネクタが設置され、
前記コネクタを介して前記インテロゲータ側の前記光ファイバケーブルと1つの前記光ファイバセンサ側の前記光ファイバケーブルが着脱可能に接続されていると共に、残りの前記光ファイバセンサ間を結ぶ複数本のそれぞれの前記光ファイバケーブルの途中が前記コネクタを介して着脱可能に接続されていることを特徴とする風車ブレード。
The wind turbine blade according to claim 4,
A connector is installed in the middle of each of the optical fiber cables connecting the interrogator and one of the optical fiber sensors, and the plurality of optical fiber cables connecting between the remaining optical fiber sensors,
The optical fiber cable on the side of the interrogator and the optical fiber cable on the side of one optical fiber sensor are detachably connected via the connector, and a plurality of each of the remaining optical fiber sensors are connected. A windmill blade, wherein the optical fiber cable is detachably connected midway through the connector.
請求項5に記載の風車ブレードであって、
前記光ファイバセンサと前記コネクタは略直線状に直列接続されているか、或いは曲線状に直列接続されているか、若しくは複数の前記コネクタの少なくとも1つから分岐して並列的に前記光ファイバセンサが接続されていることを特徴とする風車ブレード。
The wind turbine blade according to claim 5,
The optical fiber sensor and the connector are connected in series in a substantially straight line shape, or are connected in series in a curved shape, or the optical fiber sensor is connected in parallel by branching from at least one of the plurality of connectors. A windmill blade that is characterized by being.
請求項3に記載の風車ブレードであって、
前記溝の開口部の幅wは、前記光ファイバセンサの断面の直径Dに対してw≧Dとし、前記溝の深さhは、前記光ファイバセンサの断面の直径Dに対してh≧Dとすることを特徴とする風車ブレード。
The wind turbine blade according to claim 3,
The width w of the opening of the groove is w≧D with respect to the diameter D of the cross section of the optical fiber sensor, and the depth h of the groove is h≧D with respect to the diameter D of the cross section of the optical fiber sensor. A windmill blade characterized by:
請求項3に記載の風車ブレードであって、
前記溝の開口部の幅wは、前記光ファイバセンサの断面の直径Dに対してw<Dとし、前記溝の深さhは、前記光ファイバセンサの断面の直径Dに対してh≧Dとすると共に、前記光ファイバセンサは、前記溝の開口部の縁部分により一部が覆われていることを特徴とする風車ブレード。
The wind turbine blade according to claim 3,
The width w of the opening of the groove is w<D with respect to the diameter D of the cross section of the optical fiber sensor, and the depth h of the groove is h≧D with respect to the diameter D of the cross section of the optical fiber sensor. The wind turbine blade is characterized in that the optical fiber sensor is partially covered by an edge portion of the opening of the groove.
請求項7又は8に記載の風車ブレードであって、
前記ブレードの外側表面に設けた溝の開口部は、カバーによって覆われて(蓋をされて)いることを特徴とする風車ブレード。
The wind turbine blade according to claim 7 or 8,
A wind turbine blade, wherein an opening of a groove provided on an outer surface of the blade is covered (covered) with a cover.
請求項9に記載の風車ブレードであって、
前記カバーの少なくとも片側側面に突起を設けると共に、前記突起と対応する前記溝の側面に第2の溝を設け、両者を篏合するようにしたことを特徴とする風車ブレード。
The wind turbine blade according to claim 9,
A wind turbine blade, characterized in that a projection is provided on at least one side surface of the cover, and a second groove is provided on a side surface of the groove corresponding to the projection so that both are combined.
請求項9又は10に記載の風車ブレードであって、
前記カバーの外側表面形状は、前記溝の周囲の前記主桁の外側表面形状と滑らかに連結されていることを特徴とする風車ブレード。
The wind turbine blade according to claim 9 or 10,
The wind turbine blade, wherein the outer surface shape of the cover is smoothly connected to the outer surface shape of the main girder around the groove.
請求項9乃至11のいずれか1項に記載の風車ブレードであって、
前記カバーは、前記ブレードの長手方向に複数に分割されていることを特徴とする風車ブレード。
The wind turbine blade according to any one of claims 9 to 11,
The wind turbine blade, wherein the cover is divided into a plurality of pieces in the longitudinal direction of the blade.
請求項7又は8に記載の風車ブレードであって、
前記光ファイバセンサが設置された前記溝の開口部を含んだ部分が、塗料でコーティングされていることを特徴とする風車ブレード。
The wind turbine blade according to claim 7 or 8,
A wind turbine blade, wherein a portion including an opening of the groove in which the optical fiber sensor is installed is coated with a paint.
請求項9乃至12のいずれか1項に記載の風車ブレードであって、
前記カバーの外側表面に、ボルテクスジェネレータ或いはスポイラ若しくはガーニーフラップのいずれか1つ設置されていることを特徴とする風車ブレード。
The wind turbine blade according to any one of claims 9 to 12,
A wind turbine blade, wherein any one of a vortex generator, a spoiler, and a gurney flap is installed on the outer surface of the cover.
タワーと、該タワーの上部に、水平面内で回転駆動できるように設置されたナセルと、該ナセルに接続され、少なくとも1枚の風車ブレード及びハブで構成されたロータとを備えた風力発電システムであって、
前記風車ブレードは、請求項1乃至14のいずれか1項に記載の風車ブレードであることを特徴とする風力発電システム。
A wind power generation system including a tower, a nacelle installed on the upper part of the tower so as to be rotationally driven in a horizontal plane, and a rotor connected to the nacelle and configured with at least one windmill blade and a hub. There
The wind turbine blade according to claim 1, wherein the wind turbine blade is the wind turbine blade according to any one of claims 1 to 14.
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JP7551523B2 (en) 2021-02-08 2024-09-17 ポリプラスチックス株式会社 Method for measuring distortion of resin molded products, method for selecting welding conditions for resin molded products, method for acquiring allowable fracture distortion and/or fracture time of resin molded products, and method for quality control of composite molded products

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