JP2018532073A - 風力タービンロータブレードおよび風力タービン - Google Patents

Abstract

本発明は、ロータブレード根元部（２０１）と、ロータブレード先端部（２０２）と、分割面（２００ａ）において少なくとも１つの固定ユニット（３００）によって互いに固定される少なくとも２つのロータブレード部（２１０，２２０）とを備えた風力タービンロータブレードに関する。固定ユニット（３００）は、第１ロータブレード部（２１０）内のクロスピン（３０１）と、クロスピン（３０１）内またはクロスピン（３０１）上の第１クランプ装置（３１１）と、第２ロータブレード部（２２０）において開口部（２２１）を介して案内されるスチールケーブル（３０２）と、スチールケーブル（３１０）の第２端部（３２２）がクランプされる第２クランプ装置（３３０）とを有している。スチールケーブル（３２０）の第１端部（３２１）は、ブレード外側（２０７）において第１クランプ装置（３１１）にクランプされる。第２クランプ装置（３３０）は、ブレード内側（２０６）に設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、風力タービンロータブレードおよび風力タービンに関する。

現代の風力タービンのロータブレードは、時に非常に長くなり、もはやロータブレードを一体で輸送することができない。このように、風力タービンのロータブレードは、別個の部品が別々に供給され、そこで組み立てられるように、複数の部品（multipart）として構成される。
優先権を主張するドイツ特許出願において、独国特許商標庁は、以下の文書（DE 10 2010 046 518 A1, DE 10 2010 046 519 A1, DE 10 2006 022 279 A1）を検索した。

独国特許出願公開第１０ ２０１０ ０４６ ５１８号 独国特許出願公開第１０ ２０１０ ０４６ ５１９号 独国特許出願公開第１０ ２００６ ０２２ ２７９号

本発明の課題は、複数部品化された風力タービンロータブレードの部品の改良された接続を有する風力タービンロータブレードおよび風力タービンを提供することにある。

この課題は、請求項１に記載の風力タービンロータブレードによって解決される。
よって、ロータブレード根元部、ロータブレード先端部および少なくとも２つのロータブレード部を含む風力タービンロータブレードが提供され、これらは、少なくとも１つの固定ユニットによって分割面内に互いに固定される。固定ユニットは、第１ロータブレード部のクロスピンと、クロスピンの中または上の第１クランプ装置と、第２ロータブレード部において開口部を介して案内されるスチールケーブルと、スチールケーブルの第２端部がクランプされる第２クランプ装置と、を有している。スチールケーブルの第１端部は、ブレードの外側において第１クランプ装置においてクランプされる。第２クランプ装置は、ブレードの内側に設けられている。

本発明の一態様によれば、風力タービンロータブレードは、第２ロータブレード部の開口部に偏向ユニットを備えている。これにより、スチールケーブルの偏りを簡単にすることができる。さらに、スチールケーブルは、偏向ユニットによって良好に保護されることができる。
本発明の別の態様によれば、固定ユニットは、クロスピンの中または上、および第２クランプ装置の上に結合されるテンションボルトを有している。

本発明はまた、少なくとも１つの上述した風力タービンロータブレードを有する風力タービンに関する。
本発明はまた、ロータブレード根元部、ロータブレード先端部、壁、ブレード内側、ブレード外側、および分割面において少なくとも１つの固定ユニットによって互いに固定される少なくとも１つの第１・第２ロータブレード部を備えた風力タービンブレードの組立て方法に関する。固定ユニットは、第１ロータブレード部のクロスピン、クロスピンの中または上の第１クランプ装置、第２ロータブレード部において開口部を介して案内されるスチールケーブル、およびスチールケーブルの第２端部がクランプされる第２クランプ装置を有している。スチールケーブルの第１端部は、ブレード外側において第１クランプ装置にクランプされる。第２クランプ装置は、ブレード内側に設けられている。

本発明のさらなる構成は、従属請求項の主題である。
本発明は、ロータブレードの内側から接続を維持することができるように、風力タービンのロータブレードの２つの構成要素（例えば、ＧＦＰコンポネント、ガラス繊維強化プラスチックコンポネントまたは炭素繊維強化プラスチックコンポネント）を接続するアイデアに関する。固定ユニットは、風力タービンロータブレードの２つのコンポネントを接続するために設けられており、固定ユニットは、第１クランプ装置、少なくとも１つのスチールケーブル、第２クランプ装置を備えている。スチールケーブルの第１端部は、例えば、ブレード外側において、第１クランプ装置に設けられている。第１クランプ装置は、第１ロータブレード部に固定されている。スチールケーブルは、第２ロータブレード部の開口を介して案内され、第２クランプ装置によって内側に固定される。第２クランプ装置がブレード内側に設けられているため、接続は、内側から維持されることができる。

本発明の有利で例示的な実施形態は、図面を参照して以下で詳しく説明される。

本発明に係る風力タービンの概略を示す図。 本発明の複数部品の風力タービンロータブレードの概略を示す図。 本発明の第１実施形態に係る風力タービンロータブレードの断面を示す断面図。

図１は、本発明の風力タービンの概略図を示す。風力タービン１００は、タワー１０２、タワー１０２上のゴンドラ１０４を備えている。３つのロータブレード２００と、スピナ１１０とを有する空気力学的ロータ１０６が、ゴンドラ１０４上に設けられている。風力タービンの動作中、空気力学的ロータ１０６は、風によって回転運動に設定され、それにより、空気力学的ロータ１０６に間接的または非間接的に結合された発電機のロータを回転させる。電気的発電機は、ゴンドラ１０４に設けられており、電気的エネルギーを生成する。ロータブレード２００のピッチ角度は、各ロータブレード２００のロータブレード根元部においてピッチモータによって変化させることができる。

図２は、本発明に係る複数部品の風力タービンロータブレードの概略図を示す。ロータブレードは、ロータブレード根元部２０１、ロータブレード先端部２０２、ロータブレードフロントエッジ２０３、ロータブレードリアエッジ２０４を有し、例えば、３つの部分またはセクション２１０−２２０からなる。ロータブレード２００は、分割面２００ａを有している。ロータブレード部２１０−２２０は、例えば、固定ユニット３００および分割面２００ａによって、互いに固定される。このセクション２３０は、２つの部分２３１，２３２に分割されるように構成される。２つの部分２３１，２３２は、第１部２３１が第１セクション２１０に、第２部２３２が第２セクション２２０に固定される。

図３は、本発明の第１の例示的な実施形態に係る風力タービンロータブレードの断面の断面図を示す。図３は、第１ロータブレード部２１０と、第２ロータブレード部２２０と、固定ユニット３００とを示す。第１・第２ロータブレード部２１０，２２０は、それぞれ壁２０５、ブレード内側２０６およびブレード外側２０７を有している。第１ロータブレード部２１０では、第１クランプ装置３１１がクロスピン３０１内に設けられている。よって、ロータブレードは、また、ブレード内側２０６およびブレード外側２０７も有している。

固定ユニット３００は、少なくとも１つのスチールケーブル３２０、第２クランプ装置３３０、ナットと必要に応じてディスクスプリングを持つ支持部を有するテンションボルト３１２を、さらに備えている。スチールケーブル３２０の第１端部３２１は、第１クランプ装置３１１（ブレード外側２０７に設けられている）にクランプされ、次にスチールケーブル３２０はブレード外側２０７に案内され、第２ロータブレード部２２０において開口部２２１を介してブレード内側２０６に案内される。第２端部３２２は、（ブレード内側２０６において）第２クランプ装置３３０にクランプされる。第２クランプ装置３３０は、テンションボルト３１２を介して、クロスピン３０１に接続される。

第２クランプ装置３３０は、ブレード内側２０６に設けられているため、このクランプ装置は、内側から維持されることができる。
スチールケーブル３２０は、少なくとも部分的に、特に、スチールケーブルがブレード開口部２２１を介して案内される領域において、予め曲げられていてもよい。第２クランプ装置３３０は、ボルト３１２のくさび形、円錐形、または台形の溝に設けてもよい。よって、ケーブルは、引っ張り応力によってそれ自体を固定することができる。選択的に、偏向ユニット３４０が、第２ロータブレード部２２０の開口部２２１の領域に設けられていてもよい。スチールケーブル３２０は、開口部２２１を介して、この偏向ユニット３４０に案内されてもよい。偏向ユニット３４０は、スチールケーブル３４０が開口部２２１のエッジで損傷することを防ぐことができるため、スチールケーブルの保護のために設けられていてもよい。さらに、開口部２２１のエッジが損傷することも防ぐことができる。

スチールケーブル３２０の代わりに、同様の機械的特性を有する別の材料によって作られた材料を使用してもよい。

本発明は、風力タービンロータブレードおよび風力タービンに関する。

現代の風力タービンのロータブレードは、時に非常に長くなり、もはやロータブレードを一体で輸送することができない。このように、風力タービンのロータブレードは、別個の部品が別々に供給され、そこで組み立てられるように、複数の部品（multipart）として構成される。
優先権を主張するドイツ特許出願において、独国特許商標庁は、以下の文書（DE 10 2010 046 518 A1, DE 10 2010 046 519 A1, DE 10 2006 022 279 A1）を検索した。

独国特許出願公開第１０ ２０１０ ０４６ ５１８号 独国特許出願公開第１０ ２０１０ ０４６ ５１９号 独国特許出願公開第１０ ２００６ ０２２ ２７９号

本発明の課題は、複数部品化された風力タービンロータブレードの部品の改良された接続を有する風力タービンロータブレードおよび風力タービンを提供することにある。

この課題は、請求項１に記載の風力タービンロータブレードによって解決される。
よって、ロータブレード根元部、ロータブレード先端部および少なくとも２つのロータブレード部を含む風力タービンロータブレードが提供され、これらは、少なくとも１つの固定ユニットによって分割面内に互いに固定される。固定ユニットは、第１ロータブレード部のクロスピンと、クロスピンの中または上の第１クランプ装置と、第２ロータブレード部において開口部を介して案内されるスチールケーブルと、スチールケーブルの第２端部がクランプされる第２クランプ装置と、を有している。スチールケーブルの第１端部は、ブレードの外側において第１クランプ装置においてクランプされる。第２クランプ装置は、ブレードの内側に設けられている。

本発明の一態様によれば、風力タービンロータブレードは、第２ロータブレード部の開口部に偏向ユニットを備えている。これにより、スチールケーブルの偏りを簡単にすることができる。さらに、スチールケーブルは、偏向ユニットによって良好に保護されることができる。
本発明の別の態様によれば、固定ユニットは、クロスピンの中または上、および第２クランプ装置の上に結合されるテンションボルトを有している。

本発明はまた、少なくとも１つの上述した風力タービンロータブレードを有する風力タービンに関する。
本発明はまた、ロータブレード根元部、ロータブレード先端部、壁、ブレード内側、ブレード外側、および分割面において少なくとも１つの固定ユニットによって互いに固定される少なくとも１つの第１・第２ロータブレード部を備えた風力タービンブレードの組立て方法に関する。固定ユニットは、第１ロータブレード部のクロスピン、クロスピンの中または上の第１クランプ装置、第２ロータブレード部において開口部を介して案内されるスチールケーブル、およびスチールケーブルの第２端部がクランプされる第２クランプ装置を有している。スチールケーブルの第１端部は、ブレード外側において第１クランプ装置にクランプされる。第２クランプ装置は、ブレード内側に設けられている。

本発明のさらなる構成は、従属請求項の主題である。
本発明は、ロータブレードの内側から接続を維持することができるように、風力タービンのロータブレードの２つの構成要素（例えば、ＧＦＰコンポネント、ガラス繊維強化プラスチックコンポネントまたは炭素繊維強化プラスチックコンポネント）を接続するアイデアに関する。固定ユニットは、風力タービンロータブレードの２つのコンポネントを接続するために設けられており、固定ユニットは、第１クランプ装置、少なくとも１つのスチールケーブル、第２クランプ装置を備えている。スチールケーブルの第１端部は、例えば、ブレード外側において、第１クランプ装置に設けられている。第１クランプ装置は、第１ロータブレード部に固定されている。スチールケーブルは、第２ロータブレード部の開口を介して案内され、第２クランプ装置によって内側に固定される。第２クランプ装置がブレード内側に設けられているため、接続は、内側から維持されることができる。

本発明の有利で例示的な実施形態は、図面を参照して以下で詳しく説明される。

本発明に係る風力タービンの概略を示す図。 本発明の複数部品の風力タービンロータブレードの概略を示す図。 本発明の第１実施形態に係る風力タービンロータブレードの断面を示す断面図。

図１は、本発明の風力タービンの概略図を示す。風力タービン１００は、タワー１０２、タワー１０２上のゴンドラ１０４を備えている。３つのロータブレード２００と、スピナ１１０とを有する空気力学的ロータ１０６が、ゴンドラ１０４上に設けられている。風力タービンの動作中、空気力学的ロータ１０６は、風によって回転運動に設定され、それにより、空気力学的ロータ１０６に間接的または非間接的に結合された発電機のロータを回転させる。電気的発電機は、ゴンドラ１０４に設けられており、電気的エネルギーを生成する。ロータブレード２００のピッチ角度は、各ロータブレード２００のロータブレード根元部においてピッチモータによって変化させることができる。

図２は、本発明に係る複数部品の風力タービンロータブレードの概略図を示す。ロータブレードは、ロータブレード根元部２０１、ロータブレード先端部２０２、ロータブレードフロントエッジ２０３、ロータブレードリアエッジ２０４を有し、例えば、３つの部分またはセクション２１０−２２０からなる。ロータブレード２００は、分割面２００ａを有している。ロータブレード部２１０−２２０は、例えば、固定ユニット３００および分割面２００ａによって、互いに固定される。このセクション２３０は、２つの部分２３１，２３２に分割されるように構成される。２つの部分２３１，２３２は、第１部２３１が第１セクション２１０に、第２部２３２が第２セクション２２０に固定される。

図３は、本発明の第１の例示的な実施形態に係る風力タービンロータブレードの断面の断面図を示す。図３は、第１ロータブレード部２１０と、第２ロータブレード部２２０と、固定ユニット３００とを示す。第１・第２ロータブレード部２１０，２２０は、それぞれ壁２０５、ブレード内側２０６およびブレード外側２０７を有している。第１ロータブレード部２１０では、第１クランプ装置３１１がクロスピン３０１内に設けられている。よって、ロータブレードは、また、ブレード内側２０６およびブレード外側２０７も有している。

固定ユニット３００は、少なくとも１つのスチールケーブル３２０、第２クランプ装置３３０、ナットと必要に応じてディスクスプリングを持つ支持部を有するテンションボルト３１２を、さらに備えている。スチールケーブル３２０の第１端部３２１は、第１クランプ装置３１１（ブレード外側２０７に設けられている）にクランプされ、次にスチールケーブル３２０はブレード外側２０７に案内され、第２ロータブレード部２２０において開口部２２１を介してブレード内側２０６に案内される。第２端部３２２は、（ブレード内側２０６において）第２クランプ装置３３０にクランプされる。第２クランプ装置３３０は、テンションボルト３１２を介して、クロスピン３０１に接続される。

第２クランプ装置３３０は、ブレード内側２０６に設けられているため、このクランプ装置は、内側から維持されることができる。
スチールケーブル３２０は、少なくとも部分的に、特に、スチールケーブルがブレード開口部２２１を介して案内される領域において、予め曲げられていてもよい。第２クランプ装置３３０は、ボルト３１２のくさび形、円錐形、または台形の溝に設けてもよい。よって、ケーブルは、引っ張り応力によってそれ自体を固定することができる。選択的に、偏向ユニット３４０が、第２ロータブレード部２２０の開口部２２１の領域に設けられていてもよい。スチールケーブル３２０は、開口部２２１を介して、この偏向ユニット３４０に案内されてもよい。偏向ユニット３４０は、スチールケーブル３２０が開口部２２１のエッジで損傷することを防ぐことができるため、スチールケーブルの保護のために設けられていてもよい。さらに、開口部２２１のエッジが損傷することも防ぐことができる。

スチールケーブル３２０の代わりに、同様の機械的特性を有する別の材料によって作られた材料を使用してもよい。

Claims (6)

1. ロータブレード根元部（２０１）、ロータブレード先端部（２０２）、壁（２０５）、ブレード内側（２０６）、ブレード外側（２０７）、および分割面（２００ａ）において少なくとも１つの固定ユニット（３００）によって互いに固定される少なくとも１つの第１・第２ロータブレード部（２１０，２２０）を備え、
   前記固定ユニット（３００）は、前記第１ロータブレード部（２１０）のクロスピン（３０１）、前記クロスピン（３０１）の中または上の第１クランプ装置（３１１）、前記第２ロータブレード部（２２０）において開口部（２２１）を介して案内されるスチールケーブル（３０２）、および前記スチールケーブル（３１０）の第２端部（３２２）がクランプされる第２クランプ装置（３３０）を有し、
   前記スチールケーブル（３２０）の第１端部（３２１）は、前記ブレード外側（２０７）において前記第１クランプ装置（３１１）にクランプされ、
   前記第２クランプ装置（３３０）は、前記ブレード内側（２０６）に設けられている、
   風力タービンロータブレード。
2. 前記第２ロータブレード部（２２０）の前記開口部（２２１）に設けられた偏向ユニット（３４０）をさらに備えている、
   請求項１に記載の風力タービンロータブレード。
3. 前記固定ユニット（３００）は、前記クロスピン（３０１）の中または上、および前記第２クランプ装置（３１２）上において結合され、前記スチールケーブル（３２０）にテンションをかけるために使用可能なテンションボルト（３１２）を有している、
   請求項１または２に記載の風力タービンロータブレード。
4. 前記分割面（２００ａ）は、前記ロータブレード根元部（２０１）と前記ロータブレード先端部（２０２）との間に設けられている、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の風力タービンロータブレード。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の風力タービンロータブレードを少なくとも１つ備えた風力タービン。
6. 風力タービンロータブレードの組立て方法であって、
   前記風力タービンロータブレードは、ロータブレード根元部（２０１）、ロータブレード先端部（２０２）、壁（２０５）、ブレード内側（２０６）、ブレード外側（２０７）、および分割面（２００ａ）において少なくとも１つの固定ユニット（３００）によって互いに固定される少なくとも１つの第１・第２ロータブレード部（２１０，２２０）を備え、前記固定ユニット（３００）は、前記第１ロータブレード部（２１０）のクロスピン（３０１）、前記クロスピン（３０１）の中または上の第１クランプ装置（３１１）、スチールケーブル（３０２）、および第２クランプ装置（３３０）を有し、
   前記第２ロータブレード部（２２０）において、開口部（２２１）を介して、前記スチールケーブル（３０２）を案内するステップと、
   前記第２クランプ装置（３３０）において、前記スチールケーブル（３１０）の第２端部をクランプするステップと、
   前記ブレード外側（２０７）において、第１クランプ装置（３１１）において前記スチールケーブル（３２０）の第１端部（３２１）をクランプするステップと、
   を備え、
   前記第２クランプ装置（３３０）が、前記ブレード内側(２０６)に設けられている、
   風力タービンロータブレードの組立て方法。

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