分割型後縁を備えた引込み可能なブレード構造

专利摘要:
本発明は、航空機産業の分野における翼又はローター・ブレードなどのブレード、或いは発電装置又は流体ポンプ装置のブレード、より具体的には、伸張状態で翼又はブレードの直径又は長さを増加させるテレスコープ型伸縮形状を備えた外側空気力学的モジュールを有するブレードのための支持構造に関する。本発明の延長可能なブレード構造は、延長ブレード・モジュール（２）と基部ブレード・モジュール（８）とを備え、該延長ブレード・モジュール（２）は、延長ブレード（１１）を収容する支持部翼型シェル（１０）を含んでおり、更に、支持部翼型シェル（１０）内の引込み位置と伸張位置との間で延長ブレード（１１）を位置決めするための調整装置が備えられる。延長ブレード（１１）には、後縁フラップ（２６、２８）及び後縁フラップ（２６、２８）の間の支持構造（３４ｂ）が形成され、フラップ（２６、２８）は、互いに押し付けられて、伸張位置において後縁を形成し、支持部翼型シェル（１０）は、支持部翼型シェル支持構造（２４）及び支持部翼型シェル支持構造（２４）の上方側及び下方側にスロット（５６、５８）が形成され、各々のスロット（５６、５８）は、１つのフラップ（２６、２８）を受けるようにされており、フラップ（２６、２８）は、延長ブレード（１１）の引込み位置において、支持部翼型シェル支持構造（２４）により互いに離れるように強制されて、スロット（５６、５８）に案内され、支持部翼型シェル支持構造（２４）と延長ブレード（１１）の支持構造（３４ｂ）は、フラップ（２６、２８）の間で互いに接触する。
公开号:JP2011511895A
申请号:JP2010544803
申请日:2009-01-23
公开日:2011-04-14
发明作者:デールセン，ジェイムズ・ジイ・ピイ
申请人:クリッパー・ウィンドパワー・インコーポレーテッド；
IPC主号:F03D11-00

专利说明:

[0001] <関連出願の相互参照>
２００７年７月１２日に出願された「引込み可能なローター・ブレード構造」という名称の国際出願ＰＣＴ／ＩＢ２００７／００１９６９は、本出願の譲受人であるＣｌｉｐｐｅｒ Ｗｉｎｄｐｏｗｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．に譲渡されたものであり、この出願は、引用によりここに組み入れられる。
<技術分野>]
[0002] 本発明は、航空機産業（航空機又はヘリコプター）の分野における翼又はローター・ブレードのようなブレード、又は風力タービン及び海流タービンのような発電装置又は流体ポンプ装置のブレードに関するものであり、より具体的には、テレスコープ型伸縮機能を備えた外側空気力学モジュールを有し、伸長状態において、翼又はブレードの直径又は長さを増加させて、より大きい揚力を発生することができ、或いは、発電装置ローター・ブレードの場合には、風が弱い状態でより多くの風力エネルギーを獲得し、風が強い時にはテレスコープ状に収縮した状態になって（引込んで）、風力エネルギーへの曝露を減少させることができるブレードの支持構造に関する。]
背景技術

[0003] 傾斜式ローター及び航空機のための可変直径ローターを制御するための従来技術において提案されている機構は、疲労破壊が起こり易く、多大の整備点検を必要とする。風力タービン及び海流タービンは、延長機構の特性を急速に劣化させることとなる周囲環境において作動する。整備点検に対する要求が高くなると、これは、エネルギー・コストに反映され、再生可能エネルギー・システムとしては、競争力のないものとなる。]
[0004] 本発明は、ブレードの外側末端部までのブレードの長さを調整することに関するものであって、発電装置用ローター・ブレードの場合には、風速が小さい状態では、ローター直径を増加させてより多くの風を利用し、風速が非常に大きい状態の時は、装置が過大応力を受けないようにローターの直径を小さくする。]
[0005] 国際特許出願ＰＣＴ／ＩＢ２００７／００１９６９の構造システムは、引込み及び延長の両方の場合に、基部ブレードの構造ビーム（又はスパー）をブレードのテレスコープ型伸縮モジュールすなわち延長モジュールに通して伸ばすことにより、発電装置ローター・ブレードの翼型シェルに対する支持を形成するものである。この構造システムは、基部ブレードと取り外し可能な延長ブレード・モジュールとを含み、該延長ブレード・モジュールは、支持部翼型シェル及び延長ブレードを含む。]
[0006] 支持部翼型シェルの前縁及び後縁に伝達される荷重、例えば重力により誘起されるリード・ラグ荷重に対しては、前縁上に十分な表面支持を有するが、延長ブレードの後縁は鋭い形状であるので、後縁では十分な支持がなく、したがって後縁に対しては、支持方法を必要とする。]
[0007] したがって、後縁に対する支持方法を備えた延長可能なブレード構造を提供することが本発明の目的である。]
[0008] 延長可能なブレードの延長及び引込みを容易にすることができ、軽量で、整備点検が容易であり、かつ耐久性のある機構が必要である。]
[0009] 空気力学的に効率的である延長可能なブレード構造も、また必要である。]
先行技術

[0010] 国際特許出願ＰＣＴ／ＩＢ２００７／００１９６９
米国特許第６，７２６，４３９Ｂ２公報]
発明が解決しようとする課題

[0011] 本発明は、延長可能なブレードに関するものであり、より具体的には、旋回半径の延長及び収縮が可能なローター・ブレードを含み、ローター・ブレードによる旋回範囲内の流体横断面積を増加及び減少させることができる、流体流による（風力又は水力）発電システムに関する。]
[0012] 本発明は、上記した分野に限定されるものではなく、航空機の翼又はヘリコプターのローター・ブレードなどの航空機産業の分野にも適用することができる。本発明の説明を容易にするために、発電装置のローター・ブレードについてのみ、詳細に述べる。]
課題を解決するための手段

[0013] 具体的に述べると、本発明は、延長ブレード・モジュール及び基部ブレード・モジュールを含む延長可能なブレード又は翼構造に関するものであり、該延長ブレード・モジュールは、延長ブレードを収容する支持部翼型シェル、及び該延長ブレードを、該支持部翼型シェル内に位置する引込み位置と延長位置との間に位置決めするための調整装置を含む。該調整装置は、完全に伸ばした位置と完全に引込んだ位置との間のあらゆる位置に延長ブレードを移動させ、固定することができる。例えば、調整装置は、完全に伸ばした位置と完全に引込んだ位置との間の中央に、延長ブレードを移動させ、固定することができ、この位置においては、延長ブレードの一部だけが延長ブレード・モジュールの外側にあり、延長ブレードの残りの部分は、延長ブレード・モジュールの支持部翼型シェルの中に置かれる。支持部翼型シェル内の延長ブレードの部分は、引込んだ部分と呼ばれ、支持部翼型シェルの外側にある延長ブレードの部分は、延長部分と呼ばれる。延長ブレードと支持部翼型シェルとは、延長ブレードの引込んだ部分の長さにわたって重なる。]
[0014] 延長ブレードには、後縁フラップと、該後縁フラップの間にある支持構造とが形成されており、該後縁フラップは、互いの方向に押し付けられて、延長位置における後縁、すなわち延長ブレードの延長部分の長さに沿って後縁を形成する。]
[0015] 支持部翼型シェルには、支持部翼型シェル支持構造と、該支持部翼型シェル支持構造の上方側及び下方側に形成されたスロットとが形成されており、各々のスロットは、フラップの１つを受けるようにされ、該フラップは、延長ブレードの引込み位置で支持部翼型シェル支持構造により互いに離れるように強制され、スロット内に案内されて、すなわち、フラップは、延長ブレードの引込んだ部分の長さにわたってスロットにより受け入れられる。]
[0016] 支持部翼型シェル支持構造及び延長ブレードの支持構造は、フラップの間で互いに接触する。]
[0017] 本発明の延長可能なローター・ブレード構造は、支持構造を備えた延長ブレードと、延長ブレード・モジュールの支持部翼型シェル内における支持構造とを設けることにより、該支持構造が、互いに対して接触するようになった、支持部翼型シェルの後縁を支持する方法を提供する。例えば、重力によって誘起こされるリード・ラグ荷重のような荷重は、支持部翼型シェルの後縁を損傷する危険なしに、延長可能なローター・ブレード構造の支持構造を通して、延長ブレードから延長ブレード・モジュールの支持部翼型シェルに伝達することができる。支持部翼型シェルの後縁に荷重が伝達されるのではなく、支持部翼型シェル内の支持構造に荷重が伝達される。]
[0018] 本発明の延長可能なブレード構造は、後縁フラップを備えた延長ブレードを形成することにより、空気力学的に効率的なブレード構造が得られる利点を有する。フラップは、延長ブレードの延長部分の長さにわたって互いの方向に押し付けられて、延長ブレードの延長部分の後縁を、空気力学的に効率的に成形する。]
[0019] 後縁フラップの少なくとも１つの後縁を互いに押し付け合うようにするために、ある種の「形状記憶特性」を有する材料を含むことができ、すなわち、フラップは、変形した状態（一時的形状）からその本来の（永久的）形状に戻る機能を有するものとすることができる。この適用例について言及すると、フラップは、スロット内に受けられる時は変形した状態で、スロットの外側にある時は本来の形状になる。言い換えれば、フラップは、延長ブレードの引込んだ部分の長さにおいては変形した状態であるが、該フラップは、延長部分の長さにおいては、その本来の形状である。]
[0020] 延長ブレードが支持部翼型シェルを出る部分で、フラップの状態／形状は変化する。すなわち、延長ブレードが引込んだ状態にある場合には、フラップは離された位置にあり、少なくとも１つのフラップが、その本来の状態から変形した状態／一時的形状へとその形状を変化させながら、支持部翼型シェルの支持構造により、対応するスロットに案内される。フラップの「開き」及び案内を助けるために、支持部翼型シェル支持構造の放射方向端面を先細形状にすることができる。延長ブレードを伸ばした状態では、支持部翼型シェルを出るフラップは、支持部翼型シェルの支持構造により離されることはなく、少なくとも１つのフラップが、その「形状記憶効果」により、その本来の形状に強制され、他のフラップと共に、延長ブレードの空気力学的に効率的な後縁が形成される。]
[0021] 本発明の一態様によると、少なくとも１つの後縁フラップは、形状記憶合金を含む材料を含む。少なくとも１つのフラップがこのような材料を含む場合には、他のフラップは剛性とすることができる。剛性フラップは、対応するスロットに案内されるが、引込み状態でその形状を変化することはない。したがって、剛性フラップは、延長ブレードを伸ばした時にはその形状が変化せず、フラップは、単にそのスロットから滑り出て、その形状を維持する。しかしながら、空気力学的な効率性を最も良く達成するためには、両方のフラップが上記した材料を含むものとする。]
[0022] 延長ブレードから支持部翼型シェルに荷重を伝達するために、支持部翼型シェル支持構造及び延長ブレード支持構造は、互いに支え合う。延長ブレードが延長し、又は引込む時には、その支持構造は、支持部翼型シェルの支持構造上を滑動する。]
[0023] ブレードは、２つの主たる部分、すなわち基部ブレードと延長ブレード・モジュールとを含み、該延長ブレード・モジュールは、支持部翼型シェルと延長ブレードとを含む。基部ブレード及び延長ブレードは、一体に形成することができるが、該延長ブレード・モジュールは、基部ブレードから取り外し可能であることが好ましい。ブレード構造のこのようなモジュール設計では、延長ブレードを延長させ及び引込ませるのに必要な延長可能なローター・ブレード構造のすべての部分、すなわち調整装置は、延長ブレード・モジュール内に配置されることが好ましい。調整装置のいずれかの部分が破損すると、延長ブレード・モジュールは、整備点検のために取り除かれ、及び／又は、新しい延長ブレード・モジュールと取り替えることができる。]
[0024] 本発明の一実施形態においては、支持構造は平行端面を含んでおり、延長ブレード支持構造の該端面は、延長ブレードが移動する間、支持部翼型シェルの支持構造の端面上を滑動する。このような移動を容易にするために、少なくとも１つの端面を、摩擦抵抗の低い材料で被膜することができる。端面が互いに対して移動することをさらに容易にするために、少なくとも１つの支持構造は、適切な端面に滑動用添加剤を与えるために、例えば小通路などの手段を含むことができる。]
[0025] 本発明の好ましい実施形態においては、延長ブレードの支持構造は、複数の線形ローラー軸受を含み、支持部翼型シェル支持構造は、該線形ローラー軸受に係合するようにされた端面を含む。]
[0026] 上記したように、延長ブレードには、後縁フラップが形成される。延長ブレードの後縁の空気力学的効率を更に助長するために、延長ブレードは、実質的に延長ブレードの長さ全体に延びる後縁に隣接する２つの凹部を含むことができ、延長ブレードの表面から突き出ないように、これらの凹部内において延長ブレードにフラップが取り付けられる。]
[0027] 延長ブレードの引込んだ部分の長さにわたって、後縁フラップは、支持部翼型シェルのスロット内に収容される。荒れた天候状況のもとでは、引込む時にフラップに湿気があったり又は濡れたりしていると、フラップがスロットの表面に氷結する危険性がある。したがって、本発明の好ましい実施形態においては、支持部翼型シェルの後縁に加熱用装備を含み、該加熱用装備は、支持部翼型シェルの支持構造内に配置され、支持部翼型シェル支持構造の長さ全体にわたって延びるようにすることが好ましい。]
[0028] 上記したように、フラップは、凹部内で延長ブレードに取り付けることができる。延長ブレード、したがってフラップの引込み及び延長の動きによって、該フラップは「形状記憶特性」を失うことがある。したがって、フラップは、取り外し可能に凹部内に取り付けられることが好ましい。本発明の好ましい実施形態においては、フラップは、熱接着剤により凹部内に取り付けることができる。熱接着剤は、高温に曝されたとき、溶融し又は軟化するので、フラップを取り除いて、新しい物と取り替えることができる。フラップの取替えを容易にするために、凹部に近接して加熱用装備を配置することが好ましい。例えば、このような加熱用装備は、延長ブレード支持構造内に配置することができる。]
[0029] 本発明は、図面を参照して詳細に説明する。]
[0030] これらの図面においては、図面の中の類似する番号は、類似する要素を意味する。図面の中の部品の異なる大きさは、縮尺されたもの又は正確な比率のものではなく、視認上明確になるように、説明の目的のために示されたものである。]
図面の簡単な説明

[0031] 基部ブレード部分（又はモジュール）、支持部翼型シェル及び延長モジュールを形成する延長ブレードを含むブレードにおいて、延長可能なブレードが完全に伸ばした状態にある場合を示す斜視図である。
基部ブレード内の延長モジュールビームを、基部ブレードビームに延長モジュールの取り付け用端部が取り付けられた状態で示す図である。
アルミニウムで形成することができ、基部ブレードビームの内側にボルト締めされた延長モジュールビームを備えた、図２の延長モジュールビーム及び基部ブレードビームの図である。
支持部翼型シェルのビーム、すなわち延長モジュールビーム、支持部翼型シェル本体、基部ブレード・モジュール、及び支持部モジュールの基部モジュールへの取り付け用結合部を示す、図２の装置の更に詳細な図である。
支持部翼型シェル内における、線形軸受のための案内レール、延長モジュールビームの案内レールに取り付けられたリニアカーから成る延長モジュールビーム、支持部翼型シェル本体、支持部モジュールフェースプレート、及び、延長ブレード・モジュールの基部ブレード・モジュールへの取り付け用結合部を示す、図４の装置の更に詳細な図である。
図５に示す装置を切り欠いて示す図である。
延長ブレードの分割型後縁を示す、支持部翼型シェル及び延長ブレードの斜視図である。
本発明の第一の実施形態の支持部翼型シェル及び延長ブレード翼型シェルを示す、図７で示した装置をＶＩＩＩ−ＶＩＩＩの線から見た断面図である。
図８に示した後縁結合部の第一の実施形態の詳細を示す、図７の装置のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。
本発明の第二の実施形態の延長ブレード及び支持部翼型シェルの詳細を示す、図７の装置のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。
第二の実施形態の支持部翼型シェルの詳細を示す、図７の装置のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。
延長ブレード・モジュールが、どのようにしてナセルの巻き上げ装置により持ち上げられるかを例示的に示す、風力タービンタワーの図である。] 図２ 図４ 図５ 図７ 図８
実施例

[0032] 図１２を参照すると、図は風力タービン・タワー１の図であって、延長ブレード・モジュール２がどのようにしてナセル３の巻き上げ機により持ち上げられるかを示している。この実施形態は、取り外し可能な延長ブレード・モジュール２を含むが、本発明は、取り外し可能な延長ブレード・モジュールを備えたブレード７を含む風タービンに限定されるものではない。本発明は、例えば海流タービンの流体ポンプ装置、飛行機の翼、又はヘリコプターのローター・ブレードに適用することができる。] 図１２
[0033] 図１２に関しては、風力発電装置は、タービンナセル３内に収容される発電機を含み、該ナセル３は、地面に固定された高いタワー構造４の頂上に取り付けられる。タービン５は、勢力の強い風の流れの通路にとどまることができるように、水平面内で自由に回転できる。タービンは、ブレード７を備えたローター６を有し、風の流れに対応してピッチ運動が可能であり、回転することができる。各々のブレードは、ローターハブ９に取り付けられる根元ブレードと言われる基部ブレード部分（又はモジュール）８、及び可変直径のローターを構成するために、長さを変化させることができる延長ブレード・モジュール２と呼ばれるブレード延長部を有する。タワー構造は、開口部２５及び折りたたみ式ハッチ２５ａを含み、これは、開かれた時、整備点検及びモジュールの取替えのためにランプを伸ばすことができる。] 図１２
[0034] ローター直径は、低い流体速度ではローター６が完全に伸び、ローターに供給され、又は加えられる荷重が設定された限界を超えないように、流体速度が増加するにしたがってローターが引込むように制御される。風力発電装置は、該発電装置が風の流れに水平に整列する場所に保持されるように、風の流れの通路内にタワー構造４により保持される。]
[0035] 発電機は、電力を発生するようにタービンによって駆動され、該発電機を他の設備及び／又は電力グリッドに相互結合するように機能する電力伝送ケーブルに結合される。]
[0036] 風力タービン及び海流タービンからの獲得電力は、タービンのローター・ブレードが旋回する断面積に直接比例する。従来のローターは、固定長であって、回転ハブで結合されたブレードを利用する。これらのブレードは、主に速い流体速度における力を加減するために、可変ピッチ（選択的に、縦方向軸に対して回転可能）にして、流入する流体に対する迎え角を変化させるものとすることができる。代替的には、これらのブレードは、固定ピッチとするか、又は、風速が或る基準値を超えたとき、ブレードリフト、すなわち獲得電力が著しく低下するように、失速調整されたものとすることができる。可変ピッチ及び固定された直径の失速調整されたローター・ブレードは、いずれも、当業者によく知られている。上記した米国特許第６，７２６，４３９Ｂ２は、風力又は水流作動のローター組立体を含む、風力又は水流エネルギー・コンバータを記載している。ローターは、複数のブレードを含み、該ブレードは長さを変化させることができ、種々異なる直径のローターを形成する。ローターの直径は、低い流体速度の時にローターを完全に伸ばし、ローターにより供給されるか又はローターに与えられる荷重が設定された制限を超えないように、流体速度が増加するにしたがって、ローターを引込ませるように制御される。]
[0037] 図１を参照すると、この図は、基部ブレード部分８、支持部翼型シェル１０、及び延長ブレード・モジュール２を構成する延長ブレード１１からなる延長可能なブレード７を、完全に伸ばした状態で示す、ブレード７の一部の斜視図である。] 図１
[0038] 本発明は、基部ブレード部分８に結合された外側空気力学的延長ブレード・モジュール２を有する風力タービンローター・ブレード７のための支持構造を形成する方法及び装置に関する。この延長ブレード・モジュール２は、テレスコープ型延長ブレード１１を有し、該延長ブレード１１は、延長状態で、ローターの直径を増加させて、風が弱い時でもより多くの風力エネルギーを獲得し、風が強い時には、風力エネルギーへの曝露を減少させるために、テレスコープ状に収縮する（引込む）。本発明の構造システムを開発するための基本は、支持部翼型シェル１０が、ブレードに作用する風の推力、重力及び遠心力による力を考慮したとき、テレスコープ型の伸縮作用にとって、構造的な適合性の観点から適切でない断面形状を有するという事実である。したがって、該構造システムは、分割型後縁翼を形成することにより、延長ブレード１１が延長される時、延長ブレード１１の翼型シェルに対する支持を与えるように意図される。構造システムの詳細な説明は、図７−１０を参照して述べられる。] 図７
[0039] 図２−６は、延長ブレード・モジュール２の特性及び調整装置、並びに、このモジュールがどのようにしてブレード７の基部部分８に結合されるかを示している。] 図２
[0040] 図２−４は、延長モジュール・ビーム１２を示し、その延長モジュール・ビーム１２は、支持部翼型シェル１０を通って延び、かつ、延長ブレードの位置によっては延長ブレード中をも延び（図４）、さらに、その延長モジュール・ビーム１２は、基部ブレード部分８を通って延びる基部ブレード・ビーム１４に結合されている。図４に示すように、支持部翼型シェル１０は、取り付け用結合部１３において基部ブレード部分８に結合される。しかし、延長モジュール・ビーム１２は、支持部翼型シェル１０全体を通って延びているが、支持部翼型シェル１０は、延長モジュール・ビーム１２には結合されていない。] 図２ 図４
[0041] 延長モジュール・ビーム１２（図２）は、モジュール取り付け端部から延び、取り付け用フェースプレート１５（図３）に取り付けられ、支持部翼型シェル１０（図４）を通って延びる。上記したように、この設計は、延長モジュール・ビーム１２を、支持部翼型シェル１０の上部内側又は底部内側のいずれかに取り付けるものではない。] 図２ 図３ 図４
[0042] 図５を参照すると、支持部翼型シェル１０の延長モジュール・ビーム１２を示す図４に示された装置が、より詳細な図で示されている。延長ブレード１１のための調整装置は、該延長ブレード１１に結合され、案内レール１７に沿って移動する多数のリニアカー１６を含む。延長モジュール・ビーム１２は案内レール１７を含み、リニアカー１６が該案内レール１７に取り付けられる。この案内レール１７は、延長ブレード１１内のビーム、すなわち延長ブレードビーム１１ａに取り付けられる。リニアカー１６は、案内レール１７に移動可能に取り付けられており、延長ブレード１１の移動は、該レールとリニアカーとの組み合わせにより案内される。] 図４ 図５
[0043] 更に、図５は、支持部翼型シェル１０と、延長ブレード・モジュール・フェース・プレート１９と、基部ブレード部分８への支持部翼型シェル１０の取り付け用結合部１３とを示している。図５は更に、延長ブレード１１の引込まれた部分及び延長部分を示している。延長ブレード１１の引込まれた部分は、支持部翼型シェル１０と延長ブレード１１とが重なる領域により定められるもので、すなわち、延長ブレードの引込まれた部分は、支持部翼型シェル１０内に収容された部分である。延長ブレード１１の重ならない部分、すなわち「自由」部分が、延長部分を定める。] 図５
[0044] 図６は、図５に示す装置の切り欠き図である。] 図５ 図６
[0045] 支持部翼型シェル１０が有する唯一の構造的支持部は、モジュール取り付け用端部フェース・プレート１９（図５の取り付け用結合部１３の部分）に、及び、支持部翼型シェル１０が延長ブレード１１と重なる端部にあり、ここで支持部翼型シェル１０は延長ブレード１１の翼型シェル３４に重なる。延長モジュール・ビーム１２は、延長ブレード・ビーム１１ａと重なり、該ビームは、伸縮作動時に互いに滑動する。] 図５
[0046] 図７を参照すると、図は、支持部翼型シェル１０及び延長ブレード翼型シェル３４の斜視図であり、該延長ブレード翼型シェル３４は、分割型延長ブレード後縁４６及び延長ブレード前縁４４を含む。図７は、延長ブレード後縁４６を幾分詳細に示しており、該縁は２つの後縁フラップ２６、２８を含む。しかしながら、図７は、延長ブレード１１がどのように支持部翼型シェル１０に案内されるかは示していない。更に図７は、支持部翼型シェル１０の後縁４６ｂを示している。] 図７
[0047] 図８は、図７で示した装置のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図で、本発明の第一実施形態を示している。図８は、支持部翼型シェル１０、延長ブレード翼型シェル３４及び延長ブレード芯３２を示している。図９は、図８に示す後縁結合部のより詳細な断面図である。] 図７ 図８ 図９
[0048] 図８及び９に示す第一実施形態は、延長ブレード１１の後縁４６の支持構造の１つの方法を示している。支持部翼型シェル１０の後縁４６ｂは、支持部翼型シェル支持構造２４を形成することにより、このような支持を与える。支持部翼型シェル支持構造２４は、中空の支持部翼型シェル１０内に配置され、内側後縁から中空の支持部翼型シェル１０に延び、尖っていない端面２４ａで終了する。この支持部翼型シェル支持構造２４の断面は、（ｉ）支持部翼型シェル１０の空気力学的断面に適合し、（ii）支持部翼型シェル支持構造２４と支持部翼型シェル１０との間に２つのスロット５６、５８が、１つのスロット５６は支持部翼型シェル支持構造２４の上に、１つのスロット５８は支持部翼型シェル支持構造２４の下に位置するように形成される。] 図８
[0049] 支持部翼型シェル１０内の延長ブレード１１は、延長ブレード翼型シェル３４及び芯３２を含み、該芯３２は、バルサ木材、ポリスチレン発泡体などの軽量材料、又は類似の軽量材料からなるものとすることができる。芯３２はまた、異なる材料の混合物又はサンドイッチ構造を構成するものとすることができる。翼型シェル３４は、繊維ガラス又はカーボン繊維を含み、芯３２に接着剤接着される。]
[0050] 延長ブレード翼型シェル３４の後縁３４ｂは、尖っていない端面３４ａで終了する。この端面２４ａ、３６ａは、延長ブレード１１から支持部翼型シェル１０に必要な荷重を確実に伝達するために尖っていない形状である。端面２４ａ及び３４ａが平坦である実施形態を示しているが、端面のこのような設計は、荷重が確実に伝達されるものであれば、本質的なものではない。延長ブレード１１を延長させ、或いは引込ませる時、延長ブレード翼型シェル３４の端面３４ａは、支持部翼型シェル１０の端面２４ａ上を滑動する。]
[0051] 延長ブレード１１の翼型シェル３４は、後縁３４ｂの領域で、実質的に延長ブレード１１の長さ全体にわたって延びるか、又は、延長ブレード１１の、少なくとも支持部翼型シェル１０内に引込むことができる部分に延びる、２つの凹部すなわちチャネル３６、３８を含む。１つが延長ブレード１１の下側表面に位置し、他方が延長ブレード１１の上側表面に位置する凹部３６、３８内に、２つの後縁フラップ２６、２８が配置される。後縁フラップ２６、２８は、延長ブレード翼型シェル３４の端面３４ａを越えて延び、スロット５６、５８により受けることができる形状にされている。フラップ２６、２８は、ある種の「形状記憶特性」を有する材料からなり、すなわち、フラップ２６、２８は、変形した状態（一時的形状）からその本来の（永久的）形状に戻ることが可能である。その本来の形状は、図７に示す閉じた空気力学的形状である。該フラップ２６、２８の変形した状態は、図８、９に示されており、すなわち、フラップは、支持部翼型シェル支持構造２４により開くように強制され、スロット５６、５８内に受け入れられている。] 図７ 図８
[0052] 端面２４ａ、３４ａの相対的な動きを更に容易にするために、端面２４ａ、３４ａに滑り添加剤を付与する通路３７（図９）が、後縁３４ｂに配置される。滑り添加剤は、芯３２内の装置（図示されず）により付与することができる。] 図９
[0053] 支持部翼型シェル１０の後縁４６ｂ内に、より正確には支持部翼型シェルの支持構造２４内に、支持部翼型シェル支持構造２４の長さ全体にわたって延びるように、加熱用装備２３が配置される。]
[0054] フラップ２６、２８の取り替えを容易にするために、加熱用装備３９が、凹部３６、３８に近接して配置される。図示した実施形態においては、加熱用装備３９は延長ブレード支持構造３４ｂ内に配置される。]
[0055] 加熱用装備２３、３９の両方は、ワイヤ（図示されず）により加熱用装備に接続されるエネルギー源（図示されず）により励起される。]
[0056] 図９は、延長モジュール２の重なる部分、すなわち延長ブレード１１が支持部翼型シェル１０に収容される部分を示している。フラップ２６、２８は開いた状態、すなわち変形した状態で、スロット５６、５８内に保持され、２つの端面が互いに上下に位置し、これにより閉じていない空気力学的形状を形成する。] 図９
[0057] 引込んだ状態の延長ブレード１１が延長されると、後縁フラップ２６、２８は、支持部翼型シェル支持構造２４から解放され、すなわち、後縁フラップ２６、２８を広げる力がなくなる。フラップ材料の形状記憶特性により、フラップは、本来の空気力学的形状に戻る。この効果を可能にする適当な材料は、例えば、Ｎｉ−Ｔｉ、Ｃｕ−Ｚｎ、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｓｉ、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉといった種類の合金、又は形状記憶ポリマーである。]
[0058] 一方、延長ブレード１１が引込んだ状態では、後縁フラップ２６、２８は、支持部翼型シェル支持構造２４により広げられ、支持部翼型シェル支持構造２４が、フラップ２６、２８の間に入り、フラップを開いた状態にし、支持部翼型シェル支持構造２４の端面２４ａを延長ブレード翼型シェル３４の端面３４ａに対して露出させる。開いた状態にあるフラップ２６、２８は、この目的で支持部翼型シェル１０に形成されたスロット５６、５８内に保持される。]
[0059] 図１０及び１１を参照すると、図には、本発明の第二の実施形態のより詳細な断面図が示されている。] 図１０
[0060] 延長ブレード翼型シェル３４の後縁３４ｂの端面３４ａは、延長ブレード翼型シェル３４のフラップ２６、２８の間に設けられた線形ローラー軸受２２を含む。１つの線形ローラー軸受２２だけが示されているが、複数のこれらのローラー軸受２２が、延長ブレード１１の長さ全体にわたって配置される。]
[0061] 支持部翼型シェル１０の後縁４６ｂには、丸い端面２４ｂを有する支持部翼型シェル支持構造２４が設けられる。支持部翼型シェル１０の後縁４６ｂ内にあるキャリアブレードトラックの形状の支持部翼型シェル支持構造２４が、延長ブレード翼型シェル３４の線形ローラー軸受２２と係合する。]
[0062] 後縁フラップ２６、２８は、フラップ材料（詳細については上記を参照）の形状記憶特性により、互いに接触させられて、空気力学的効率を与える。延長ブレード１１が引込むにしたがって、フラップ２６、２８は支持部翼型支持構造２４により広げられ、支持部翼型シェル支持構造２４はフラップ２６、２８の間に入ることが可能となる。]
[0063] 抗力は、ローター・ブレード上に作用する後向きの力である。空気がブレードの上部の上を滑らかに流れず、後縁に到達する前にブレードの上部から剥離すると、失速が生じる。ローター・ブレードが失速すると、抗力の増加を招く。]
[0064] 上記したことを要約すると、本発明によれば、延長ブレード１１は、支持部翼型シェル１０の内部に引込まれる。２つのブレード部分、すなわち支持部翼型シェル１０及び延長ブレード１１は、ブレード／翼が伸張され又は引込まれる時に、形状が適合し、表皮の上を表皮が（すなわちシェルの上をシェルが）滑るようになる。延長ブレード１１の後縁３４ｂは、リード・ラグ荷重により支持部翼型シェル１０を損傷し又は裂くことがないように、尖っておらず、滑らかに重なるようになる。後縁フラップ２６、２８（フェアリングプレート）は、延長ブレードが伸張される時、空気力学的目的のために尖った後縁に再び戻るが、支持部翼型シェル支持構造２４が、延長ブレードの尖っていない支持構造に対して滑らかに重なることができるように、分離されている。]
[0065] 本発明は、好ましい実施形態について具体的に示され、説明されているが、当業者は、その形態及び細部に対して、前述の及び他の変更を、本発明の範囲から外れることなく成されることを理解するであろう。]
[0066] ２延長ブレード・モジュール； １０支持部翼型シェル；
１１ 延長ブレード； １２延長モジュール・ビーム； ２３加熱用装備；
２４支持部翼型シェル支持構造； ２６，２９フラップ；
３４ 延長ブレード翼型シェル； ４６後縁。]

权利要求:

請求項1
延長ブレード・モジュール（２）と基部ブレード・モジュール（８）とを備え、前記延長ブレード・モジュール（２）は、延長ブレード（１１）を収容する支持部翼型シェル（１０）を含んでおり前記延長ブレード（１１）を、前記支持部翼型シェル（１０）内の引込み位置と延長位置との間で位置決めするための調整装置が設けられ、前記延長ブレード（１１）には、後縁フラップ（２６、２８）と、前記後縁フラップ（２６、２８）の間の支持構造（３４ｂ）とが設けられ、前記フラップ（２６、２８）は、前記伸張位置において後縁を形成するように互いの方向に付勢されており、前記支持部翼型シェル（１０）には、支持部翼型シェル支持構造（２４）と、前記支持部翼型シェル支持構造（２４）の上方側及び下方側に形成されたスロット（５６、５８）とが設けられ、前記スロット（５６、５８）の各々が前記フラップ（２６、２８）の１つを受けるようにされており、前記フラップ（２６、２８）は、前記延長ブレード（１１）の前記引込み位置において互いに離れるように強制されて、前記支持部翼型シェル支持構造（２４）により前記スロット（５６、５８）内に案内され、前記支持部翼型シェル支持構造（２４）と、前記延長ブレード（１１）の前記支持構造（３４ｂ）とは、前記フラップ（２６、２８）の間で互いに接触するようになった、ことを特徴とする延長可能なブレード構造。
請求項2
前記延長ブレード（１１）の前記支持構造（３４ｂ）は、複数の線形ローラー軸受（２２）を含み、前記支持部翼型シェル支持構造（２４）は、前記線形ローラー軸受（２２）と係合するようにされた端面（２４ｂ）を含むことを特徴とする請求項１に記載の延長可能なブレード構造。
請求項3
前記延長ブレード（１１）は、前記後縁に近接し、実質的に前記延長ブレード（１１）の長さ全体にわたって延びる２つの凹部（３６、３８）を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の延長可能なブレード構造。
請求項4
前記フラップ（２６、２８）の少なくとも１つは、形状記憶合金を含む材料を含むことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の延長可能なブレード構造。
請求項5
前記支持部翼型シェル（１０）の前記後縁（４６ｂ）は、加熱用装備（２３）を含むことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の延長可能なブレード構造。
請求項6
前記加熱用装備（２３）は、前記支持部翼型シェル支持構造（２４）の長さ全体にわたって延びるように配置されたことを特徴とする請求項５に記載の延長可能なブレード構造。
請求項7
前記フラップ（２６、２８）は、前記凹部（３６、３８）内に取り外し可能に取り付けられたことを特徴とする請求項３から請求項６までのいずれか一項に記載の延長可能なブレード構造。
請求項8
前記フラップ（２６、２８）は、熱接着剤により前記凹部（３６、３８）内に取り付け可能であることを特徴とする請求項７に記載の延長可能なブレード構造。
請求項9
前記凹部（３６、３８）に近接する位置に、加熱用装備（３９）が配置されることを特徴とする請求項３から請求項８までのいずれか一項に記載の延長可能なブレード構造。
請求項10
前記加熱用装備（３９）は、前記延長ブレード（１１）の前記支持構造（３４ｂ）内に配置されることを特徴とする請求項９に記載の延長可能なブレード構造。
請求項11
前記支持構造（２４、３４ｂ）の少なくとも１つの前記端面（２４ａ、３４ａ）は、小さい摩擦抵抗を付与する材料で被膜されることを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の延長可能なブレード構造。
請求項12
少なくとも１つの前記支持構造（２４、３４ｂ）は、前記端面（２４ａ、３４ａ）に滑り添加剤を付与するための手段（３７）、好ましくは小通路を含むことを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載の延長可能なブレード構造。