JP2011027094A - 風力発電装置のブレードおよびこれを用いた風力発電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、風力発電装置のブレードおよびこれを用いた風力発電装置に関するものであり、ブレードの回転により発生する捻り方向のストレスに対する強度の向上を図るものである。
【解決手段】本発明の風力発電装置は、ブレード10の下面内壁10aに接合される第1の接合面部11aと、前記ブレードの前記上面内壁10bに接合される第2の接合面部11bと、この第1と第2の接合面部11a,11bを離間して一体化してなる連結部材11cよりなる略ロの字状の桟11を接合してブレードを構成するものであり、ブレード10の上下内壁10a,10bと桟11を接合したことにより、捻り強度の向上を図ることができ、風力発電装置としての信頼性の向上の図れるものである。
【選択図】図3
【解決手段】本発明の風力発電装置は、ブレード10の下面内壁10aに接合される第1の接合面部11aと、前記ブレードの前記上面内壁10bに接合される第2の接合面部11bと、この第1と第2の接合面部11a,11bを離間して一体化してなる連結部材11cよりなる略ロの字状の桟11を接合してブレードを構成するものであり、ブレード10の上下内壁10a,10bと桟11を接合したことにより、捻り強度の向上を図ることができ、風力発電装置としての信頼性の向上の図れるものである。
【選択図】図3
Description
本発明は、強度向上を図った風力発電装置のブレードおよびこれを用いた風力発電装置に関するものである。
自然エネルギーを利用した風力発電装置には、プロペラを回転させて発電させるものや風の風向に影響されない垂直回転軸にドラムやブレードを取り付けた垂直回転型風車式のもの等が実用化されている。
垂直回転型風車式の風力発電装置の従来技術について図4〜図6により説明する。
図4は従来の風力発電装置の斜視図であり、図5は同要部であるブレードの下方から見た部分平面図であり、図6は同側断面図である。
同図によると、1は回転軸であり、2はこの回転軸1の下端に装着された発電機であり、3は対向して2組設けられたブレードであり、4は一端が前記ブレード3に固着され、他端側が前記回転軸1に装着された接続盤5に固着された連結棒である。
図4は従来の風力発電装置の斜視図であり、図5は同要部であるブレードの下方から見た部分平面図であり、図6は同側断面図である。
同図によると、1は回転軸であり、2はこの回転軸1の下端に装着された発電機であり、3は対向して2組設けられたブレードであり、4は一端が前記ブレード3に固着され、他端側が前記回転軸1に装着された接続盤5に固着された連結棒である。
なお、前記ブレード3は、航空機の主翼と近似した断面形状で形成されており、側方からの風によって航空機の主翼で言う揚力がブレード3の前面側に生じ、回転力Aとなるように構成されている。
また、ブレード3は金属薄板を所定形状に成形して形成するとともに、前記ブレード3に挿入した前記連結棒4の端部に結合した連結板4aの平板部4bと前記ブレード3を溶接、リベットによるカシメ等で接合していた。(本従来技術においては、リベットによるカシメで接合している。)
以上のように構成された風力発電装置は、ブレード3に受けた風力により回転軸1を回転させ、発電機2を発電させるものである。
以上の従来技術においては、前記回転軸1と前記ブレード3の接合を前記連結板4aの平板部4bで行うため、長期間の強風時の使用に際しての接合部分での前記ブレード3のストレスによる脆弱性に対応して、ブレード3を形成する金属薄板を厚くしたり、焼き入れ等の強度向上の加工を施していた。
これらの対応は、ブレード3の重量増加や金属薄板の成形時の加工が困難となり、コスト増加の要因となっていた。
本発明は、風力発電用ブレードを金属板を成形して形成したブレード本体と、このブレード本体の下面内壁に接合された第1の接合面部と、前記ブレード本体の前記上面内壁に接合された第2の接合面部と、この第1と第2の接合面部を離間して一体化してなる接合部材よりなるロの字状の桟とで構成したものである。
以上のように、ブレード本体の下面内壁と上面内壁間をロの字状の桟で接合したことで、ブレードの風力による捩れに対する強度向上が図れ、ブレード本体の厚型化や焼き入れ等の硬質化が回避され、ブレードの成形加工の容易化や、軽量化やコスト低減に寄与できるものである。
以下、本発明の一実施の形態を図1〜図3により説明する。
なお、説明に当たっては、従来技術と同一部分には同一番号を付与し、説明を省略して説明する。
なお、説明に当たっては、従来技術と同一部分には同一番号を付与し、説明を省略して説明する。
図1は本発明の風力発電装置の一実施の形態の斜視図であり、図2は同要部であるブレードの下方から見た部分平面図であり、図3は同側断面図である。
同図によると、10は従来のブレード3と同様のブレードであり、回転軸1と連結棒4cによって固定されている。
11は前記ブレードの下面内壁10aと上面内壁10bにそれぞれ接合される第1の接合面部11aと第2の接合面部11bとこれらを離間して連結する連結部材11cからなる断面略ロの字状の桟であり、前記ブレード10の長辺方向の両端近傍までの長さに設定されるとともに、前記ブレード10の下面内壁10aと上面内壁10bを端部で接合して、前記ブレード10の捻り強度がされるように金属板を折り曲げて形成されている。
11は前記ブレードの下面内壁10aと上面内壁10bにそれぞれ接合される第1の接合面部11aと第2の接合面部11bとこれらを離間して連結する連結部材11cからなる断面略ロの字状の桟であり、前記ブレード10の長辺方向の両端近傍までの長さに設定されるとともに、前記ブレード10の下面内壁10aと上面内壁10bを端部で接合して、前記ブレード10の捻り強度がされるように金属板を折り曲げて形成されている。
12は補強板であり、前記ブレード10の短辺方向の下面内壁10aおよび/または上面内壁10bに固定されている。
以上のように、前記桟11で、ブレード10の上面と下面を接合したことによって、ブレード10の回転時の捻れ強度の向上を図ったものである。
なお、本実施の形態において、前記桟11は前記ブレード10の長辺方向の両端近傍の長さとしたが、ブレード10の両端までの長さの範囲であれば、使用される風力発電装置の状態に応じて適宜設定することが可能である。
少なくとも連結棒4cの端部に結合した連結板4dの平板部4eと前記ブレード10のスリット10cに挿入後の接合時には、前記桟11も一体に接合する構成となっている。
また、ブレード10と桟11および/または連結板4cの接合にあたっては、リベットによるカシメ工法によるものとして説明したが、溶接等の既知の他の手段で強固に接合できるものであればいずれの手段であっても良い。
また、本実施の形態においては、前記ブレード10の短辺方向に接合する補強板12を設けているが、これによって、より前記ブレード10の強度向上が図れるものである。
なお、本実施の形態ではブレード10を金属薄板を用いて形成するものとして説明したが、ガラス繊維やカーボン繊維を添加した強化プラスチックで形成してもよく、これらで形成されたブレードの上下内壁に夫々接合する第1、第2の接合面部を有する断面略ロ字状の桟を設けることで同様の効果が得られるものである。
本発明は、風力発電装置のブレードの捻り強度の向上をブレードの内壁に接合された桟によって実現するものであり、ブレード3の厚型化や焼き入れ等の硬質化を行うことなく、重量の増加やコストアップすることなく実施できるものであり、厚みの薄い直方体形状の捻り強度の向上に寄与できるものである。
1 回転軸
2 発電機
4c 連結棒
4d 連結板
4e 平板部
5 接続盤
10 ブレード
10a 上面内壁
10b 下面内壁
10c スリット
11 桟
11a 第1の接合面部
11b 第2の接合面部
11c 連結部材
2 発電機
4c 連結棒
4d 連結板
4e 平板部
5 接続盤
10 ブレード
10a 上面内壁
10b 下面内壁
10c スリット
11 桟
11a 第1の接合面部
11b 第2の接合面部
11c 連結部材
Claims (4)
- ブレードとこのブレードの下面内壁に接合された第1の接合面部と、前記ブレードの前記上面内壁に接合された第2の接合面部と、この第1と第2の接合面部を離間して一体化してなる接合部材よりなる略ロの字状の桟とで構成される風力発電装置のブレード。
- 第1の接合面部と第2の接合面部とこれらを離間して一体化してなる連結部材からなる桟が金属板を折り曲げて形成したものである請求項1記載の風力発電装置のブレード。
- 桟はブレードの長手方向の両端部またはその近傍まで設けられている請求項1または請求項2に記載の風力発電装置のブレード
- 発電機と一端側がこの発電機の回転軸に装着され、他端側が接続盤に装着された連結棒と、請求項1〜請求項3に記載のブレードの下面に設けられたスリットに前記接続盤を挿入し、前記接続盤と桟を固着して形成した風力発電装置。
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JP2014525838A (ja) * | 2011-08-05 | 2014-10-02 | ヴォッベン プロパティーズ ゲーエムベーハー | 風力発電装置の製造すべきロータブレード用鋼板の熱間成形用の成形方法 |
WO2017010863A1 (en) * | 2015-07-16 | 2017-01-19 | Universiti Malaya | Wind turbine |
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CN201080894Y (zh) * | 2007-09-04 | 2008-07-02 | 张金锋 | 发电机结构 |
CN101387263B (zh) * | 2008-10-24 | 2010-12-08 | 常州伯龙三维复合材料有限公司 | 采用间隔结构机织工艺制备的风力机叶片及其方法 |
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