JP3706396B2 - Windmill wing - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、風力発電などに適用される風車における風車翼に関する。
【0002】
【従来の技術】
図2は風力発電などに使用されている従来の風車における風車翼の説明図である。図において、従来の風車翼においては翼部3fとロータヘッド3とが深溝型の玉軸受3a、連結軸3b、翼ガイド3cなどにより連結されており、玉軸受3aによる転がりラジアルスラスト軸受機構及び翼ガイド3cによる滑りラジアル軸受3d機構により連結軸3bを支えている。通常、風車翼の連結軸3bにはロータヘッド3の回転により生ずる遠心力による玉軸受3aスラスト方向の荷重、翼部3fに作用する空気力(風速及び風向の変化による変動成分を含む)および翼部3f自重による滑りラジアル軸受3dラジアル方向の荷重、翼部3fに作用する空気力(風速及び風向の変化による変動成分を含む)および翼自重による曲げモーメントなどが作用する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の風車翼においては連結軸3bをラジアル方向の荷重を支える深溝型2点支持式の玉軸受3aと、翼ガイド3cと連結軸3bとの間の滑りラジアル軸受3dとの2ヶ所で支える構造になっており、翼部3fとロータヘッド3との連結部における構造が複雑になって重量も増加する。さらに、翼ガイド3cによる滑りラジアル軸受3d部は摩擦係数が大きいため、翼部3fを回転させてピッチを変えるのに必要なリンケージ機構3eに大きな負担が掛かる。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る風車翼は上記課題の解決を目的にしており、ロータヘッドにより翼部をピッチが可変に支持して回転させる風車翼において、ラジアル荷重とスラスト荷重とを同時に支持可能な旋回輪軸受を介して上記翼部を支持し、上記ロータヘッドと上記旋回輪軸受の外輪とをボルトにより結合すると共に、上記旋回輪軸受の内輪と上記翼部の連結軸及び駆動部と結合された上記ロータヘッド側のプレートとをボルトにより結合した構成を特徴とする。
【0005】
【作用】
即ち、本発明に係る風車翼においては、ロータヘッドにより翼部をピッチが可変に支持して回転させる風車翼における翼部がラジアル荷重とスラスト荷重とを同時に支持可能な旋回輪軸受を介して支持され、上記ロータヘッドと上記旋回輪軸受の外輪とをボルトにより結合すると共に、上記旋回輪軸受の内輪と上記翼部の連結軸及び駆動部と結合された上記ロータヘッド側のプレートとをボルトにより結合するようになっており、ラジアル荷重とスラスト荷重とを同時に支持可能な旋回輪軸受を介して翼部を支持することにより従来の風車翼における翼ガイドを省略することができる。従って、翼ガイドによる滑り軸受も廃されることにより翼部を回転させてピッチを変える際の摩擦係数が小さくなる。
【0006】
【実施例】
図1は本発明の一実施例に係る風車翼の説明図である。図において、本実施例に係る風車翼は風力発電などに使用される風車におけるもので、従来の風車翼における深溝型の玉軸受に代えてラジアル方向の荷重とスラスト方向の荷重とを同時に支えることができる4点支持式の旋回輪軸受1を用い、併せて翼ガイドによる滑りラジアル軸受を廃しており、重量が軽減されるとともに翼部6を回転させてピッチを変える際の摩擦係数が小さくなり、ピッチを変えるのに必要なリンケージ機構部の負担が軽くなり、小型化が可能になっている。即ち、図に示すようにロータヘッド3と4点支持式の旋回輪軸受1の外輪11とをボルトにより結合し、旋回輪軸受1の内輪12と翼部6の連結軸2及びロータヘッド3側のプレート5とをボルトにより結合している。ロータヘッド3側のプレート5は駆動部4と結合されており、駆動部4で発生する回転駆動力が連結軸2、翼部6へ伝達されて翼部6のピッチ変更がスムーズに行われる構造になっている。この旋回輪軸受1は翼部6の重量及びロータヘッド3の回転により発生する遠心力やモーメントなどに対して十分な強度を有する。旋回輪軸受1は潤滑用のグリースが漏れ出た場合でも十分に滑めらかな旋回が可能で焼付き防止効果が得られるように玉型を用いているが、コロ型でもよい。また、旋回輪軸受1内の玉は外輪11と内輪12に刻設されている溝状の玉ガイドと円弧11a,11b,12a,12bの4ヶ所でほぼ線接触をして内輪12に掛かる荷重を支えている。このように4点支持が可能になるのは、翼部6を回転させてピッチを変える際の旋回速度が遅いので、高速回転軸用などの軸受と比較して摩擦等を考慮する必要が無いからである。
【0007】
従来の風車翼においては連結軸をラジアル方向の荷重を支える深溝型2点支持式の玉軸受と、翼ガイドと連結軸との間の滑りラジアル軸受との2ヶ所で支える構造になっており、翼部とロータヘッドとの連結部における構造が複雑になって重量も増加する。さらに、翼ガイドによる滑りラジアル軸受部は摩擦係数が大きいため、翼部を回転させてピッチを変えるのに必要なリンケージ機構に大きな負担が掛かるが、本風車翼においてはロータヘッド3と翼部6の連結軸2との連結部にラジアル方向の荷重とスラスト方向の荷重とを同時に支持することができる4点支持式の旋回輪軸受1を用い、この旋回輪軸受1の内輪12と翼部6の連結軸2と翼部6ピッチの駆動部4とを一体化し、旋回輪軸受1の外輪11とロータヘッド3とを一体化してロータヘッド3が回転中でも自由に翼部6を旋回させて翼部6のピッチを変更することができる構造をしており、ラジアル方向の荷重とスラスト方向の荷重とを同時に支えることのできる旋回輪軸受1を使用することにより翼部6の連結軸2とロータヘッド3との連結部の構造が簡単になって従来の風車翼における翼ガイドを省略することができ、翼ガイドを省略した分だけ重量が軽減される。さらに、翼部6のピッチを変える際の回転は旋回輪軸受1内の玉の転がりのみにより、従来の滑りラジアル軸受との併用の場合と比較すると摩擦係数が小さくなるので、駆動部4におけるリンケージ機構の負荷が小さくなっている。また、本風車翼においては例えば重さ約400kgの翼ガイドを省略することができ、旋回輪軸受1の使用により強度が増加するので約30kgの玉軸受から約150kgの旋回輪軸受1に替わるが、連結部1ヶ所につき約280kgの重量が軽減する。通常風車は翼部6が3本であるので、全体で約840kgの重量が軽減される。また、従来の風車翼における連結軸と軸ガイドとの間の滑りラジアル軸受における摩擦係数は約0.1であるが、玉型の旋回輪軸受1のみの構造では摩擦係数が約0.01となり、翼部6を回転させてピッチを変える駆動部4及びそのリンケージ機構の負荷が著しく軽減される。
【0008】
【発明の効果】
本発明に係る風車翼は前記のように構成されており、従来の風車翼における翼ガイドを省略することができるので、翼部とロータヘッドとの連結部における構造が簡単になって重量が軽減する。また、翼部を回転させてピッチを変える際の摩擦係数が小さくなるので、翼部のピッチを変える駆動部およびリンケージ機構に掛かる負担が軽減する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は本発明の一実施例に係る風車翼における連結軸の断面図、同図(b)はその旋回輪軸受の断面図である。
【図2】図2(a)は従来の風車におけるロータヘッドの断面図、同図(b)はその連結軸の断面図である。
【符号の説明】
1 旋回輪軸受
2 翼部の連結軸
3 ロータヘッド
4 駆動部
5 駆動側のプレート
6 翼部[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a wind turbine blade in a wind turbine applied to wind power generation or the like.
[0002]
[Prior art]
FIG. 2 is an explanatory diagram of wind turbine blades in a conventional wind turbine used for wind power generation and the like. In the figure, in a conventional wind turbine blade, a blade portion 3f and a
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional wind turbine blade, the deep groove type two-point support ball bearing 3a that supports the load on the connecting
[0004]
[Means for Solving the Problems]
A wind turbine blade according to the present invention aims to solve the above-mentioned problem, and in a wind turbine blade rotating a blade portion with a variable pitch supported by a rotor head, a slewing ring bearing capable of simultaneously supporting a radial load and a thrust load. The rotor that supports the wing portion via the bolt and connects the rotor head and the outer ring of the slewing ring bearing with bolts, and is connected to the inner ring of the slewing ring bearing, the connecting shaft of the wing part, and the drive unit. It is characterized by a structure in which the head side plate is coupled with a bolt .
[0005]
[Action]
In other words, in the wind turbine blade according to the present invention, the blade portion in the wind turbine blade that rotates the blade portion with the rotor head being supported by the rotor head is supported via the swivel ring bearing capable of supporting the radial load and the thrust load at the same time. The rotor head and the outer ring of the slewing ring bearing are coupled by a bolt, and the inner ring of the slewing ring bearing and the plate on the rotor head side coupled to the connecting shaft and the drive unit of the wing part are coupled by a bolt. It has become so that to bond, it is possible to omit the wing guide in a conventional wind turbine blade by supporting the wings through the simultaneously supportable slewing ring bearing a radial load and thrust load. Accordingly, since the sliding bearing by the blade guide is also eliminated, the friction coefficient when the pitch is changed by rotating the blade portion is reduced.
[0006]
【Example】
FIG. 1 is an explanatory view of a wind turbine blade according to an embodiment of the present invention. In the figure, the wind turbine blade according to the present embodiment is a wind turbine used for wind power generation or the like, and supports a radial load and a thrust load at the same time instead of the deep groove type ball bearing in the conventional wind turbine blade. The four-point support type slewing ring bearing 1 that can be used and the sliding radial bearing by the blade guide are also abolished, and the weight is reduced and the friction coefficient when the pitch is changed by rotating the blade portion 6 is reduced. The burden of the linkage mechanism necessary for changing the pitch is reduced, and the size can be reduced. That is, as shown in the figure, the
[0007]
In conventional wind turbine blades, the connecting shaft is supported at two locations: a deep groove type two-point support ball bearing that supports the load in the radial direction, and a sliding radial bearing between the blade guide and the connecting shaft. The structure of the connecting portion between the wing portion and the rotor head becomes complicated and the weight increases. Furthermore, since the sliding radial bearing portion by the blade guide has a large coefficient of friction, a large burden is imposed on the linkage mechanism necessary to change the pitch by rotating the blade portion. However, in this wind turbine blade, the
[0008]
【The invention's effect】
The wind turbine blade according to the present invention is configured as described above, and since the blade guide in the conventional wind turbine blade can be omitted, the structure at the connecting portion between the blade portion and the rotor head is simplified and the weight is reduced. To do. Further, since the friction coefficient when changing the pitch by rotating the wing portion is reduced, the burden on the drive unit and the linkage mechanism for changing the pitch of the wing portion is reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a sectional view of a connecting shaft in a wind turbine blade according to an embodiment of the present invention, and FIG.
2A is a cross-sectional view of a rotor head in a conventional wind turbine, and FIG. 2B is a cross-sectional view of a connecting shaft thereof.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 slewing ring bearing 2 connecting
Claims (1)
Priority Applications (1)
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JP09958694A JP3706396B2 (en) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | Windmill wing |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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JPH07310645A JPH07310645A (en) | 1995-11-28 |
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Family
ID=14251207
Family Applications (1)
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JP09958694A Expired - Lifetime JP3706396B2 (en) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | Windmill wing |
Country Status (1)
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JP2013076441A (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Turning ring bearing structure for wind turbine, and method for replacing turning ring bearing structure for wind turbine |
-
1994
- 1994-05-13 JP JP09958694A patent/JP3706396B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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