JP2012117448A - 空洞構造体の落雷検出装置、これを備えた風車回転翼および風力発電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】落雷検出装置Aは、空洞構造体である風車翼7に落雷し、風車翼7が破損した場合における風車翼7の内部空間Sの環境変化を検知し、この環境変化を電気信号に変換して出力する環境検知センサ部材26と、前記電気信号を受信し、落雷があったと判定して落雷対処措置を取る制御手段(ナセル側制御装置29および地上側制御装置)とを備えてなることを特徴とする。例えば環境検知センサ部材26は光電変換センサ、または圧電変換センサとされ、落雷による風車翼7の破損時における外光または外圧の進入を検知する。風車翼7の内部空間Sを複数の分割室に仕切り、各々の分割室に環境検知センサ部材26を設置することにより、落雷位置をより正確に特定することができる。
【選択図】図3
Description
即ち、本発明に係る空洞構造体の落雷検出装置の第1の態様は、空洞構造体に落雷し、該空洞構造体が破損した場合における該空洞構造体の内部空間の環境変化を検知し、この環境変化を電気信号に変換して出力する環境変化検知手段と、前記電気信号を受信し、落雷があったと判定して落雷対処措置を取る制御手段と、を備えてなることを特徴とする。
落雷発生時における空洞構造体の内部環境の変化を検出することは、環境変化検知手段をセンサ手段とすることにより、比較的簡素な構成にて行うことができるため、簡素で安価、かつ信頼性の高い構造により、落雷があったことを確実に判定することができる。
そして、この内部空間に設けられた環境変化検知手段としての光電変換センサが、この明るさ環境の変化、つまり受光量の増大を検知し、それを電気信号に変換して制御手段に出力し、制御手段はこの電気信号を受信して落雷対処措置を取る。
このため、落雷があったことを迅速に検知して安全を確保することができる。また、光電変換センサは安価で設置が容易であり、作動が確実であるため、落雷検出装置を信頼性の高い構造にすることができる。
そして、この内部空間に設けられた環境変化検知手段としての圧電変換センサが、この圧力環境の変化、つまり圧力の増大を検知し、それを電気信号に変換して制御手段に出力し、制御手段はこの電気信号を受信して落雷対処措置を取る。
このため、落雷があったことを迅速に検知して安全を確保することができる。また、圧電変換センサは安価で設置が容易であり、作動が確実であるため、落雷検出装置を信頼性の高い構造にすることができる。
図2は、本発明の第1実施形態である落雷検出装置Aが設置された風車翼7の斜視図である。この落雷検出装置Aでは、空洞構造体である風車翼7の内部空間Sに環境検知センサ部材26が設置されている。この環境検知センサ部材26は、風車翼7が落雷を受けて破損した場合に、風車翼7の内部空間S内における環境変化を検知し、この環境変化を電気信号に変換して出力する環境変化検知手段として機能する。環境検知センサ部材26としては、例えば光電変換センサ、または圧電変換センサ等を用いるが、両方のセンサを同時に用いてもよい。
図5は、本発明の第2実施形態である落雷検出装置Bが設置された風車翼7の斜視図である。この落雷検出装置Bでは、風車翼7の内部空間Sが隔壁31によって複数の分割室Sa,Sb,Scに仕切られ、これら各々の分割室Sa,Sb,Scにそれぞれ環境検知センサ部材26a,26b,26cが設置されている。これらの環境検知センサ部材26a,26b,26cとしては、第1実施形態の落雷検出装置Aと同様に、光電変換センサや圧電変換センサが用いられる。そして、これらの環境検知センサ部材26a,26b,26cの各々が分割室Sa,Sb,Scの環境変化、即ち明るさや圧力の変化に応じて固有の電気信号を出力するようになっており、ナセル側制御装置29および地上側制御装置23はこれらの電気信号を識別して、落雷箇所を判定する。
4 タワー
5 ナセル
6 ロータヘッド
7 風車翼(空洞構造体)
8 風車回転翼
11 発電機
14 避雷針
17 レセプタ
18,19 避雷導線
21 落雷検知部
23 地上側制御装置(制御手段)
26,26a,26b,26c 環境検知センサ部材(環境変化検知手段)
29 ナセル側制御装置(制御手段)
A,B 落雷検出装置
31 隔壁
S 内部空間
Sa,Sb,Sc 分割室
Claims (8)
- 空洞構造体に落雷し、該空洞構造体が破損した場合における該空洞構造体の内部空間の環境変化を検知し、この環境変化を電気信号に変換して出力する環境変化検知手段と、
前記電気信号を受信し、落雷があったと判定して落雷対処措置を取る制御手段と、を備えてなることを特徴とする空洞構造体の落雷検出装置。 - 前記空洞構造体が機械作動物の構成部材である場合、前記落雷対処措置としては、前記機械作動物の運転停止、落雷箇所の判定、管理者への報知、が含まれることを特徴とする請求項1に記載の空洞構造体の落雷検出装置。
- 前記制御手段は、前記環境変化検知手段から出力される前記電気信号のうち、前記機械作動物の通常運転に伴う定常変動分をキャンセルする信号処理を行うことを特徴とする請求項2に記載の空洞構造体の落雷検出装置。
- 前記空洞構造体の内部空間が隔壁で複数の分割室に仕切られ、これら各々の分割室に前記環境変化検知手段がそれぞれ設けられ、これらの環境変化検知手段の各々が個別に、前記分割室の環境が変化した場合に電気信号を前記制御手段に出力し、前記制御手段はこれらの電気信号を識別して落雷箇所を判定することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の空洞構造体の落雷検出装置。
- 前記環境変化検知手段は光電変換センサであり、暗室状に形成された前記空洞構造体の内部空間に設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の空洞構造体の落雷検出装置。
- 前記環境変化検知手段は圧電変換センサであり、気密室状に形成された前記空洞構造体の内部空間に設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の空洞構造体の落雷検出装置。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の空洞構造体の落雷検出装置を備えたことを特徴とする風車回転翼。
- 請求項7に記載の風車回転翼を備えたことを特徴とする風力発電装置。
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