JP5022440B2 - 管状部材用のフランジ継手 - Google Patents
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Description
本発明に係る管状部材用のフランジ継手は、上面または下面の周縁部が、管状部材の下端または上端と接合されて、前記管状部材同士を結合する管状部材用のフランジ継手であって、前記上面または下面には、前記管状部材と接合される前記周縁部よりも半径方向内側に、断面視略U字状を呈する溝が、前記周縁部に沿って全周にわたり設けられ、前記上面または下面は、前記溝を除き平坦とされている。
また、従来のように、管状部材に接続される側の面の大半を削って板厚を減少させることにより、管状部材に接続される管状部分を作製する(加工する)必要がないので、板厚を略元の厚みのまま維持することができる。
これにより、管状部材とフランジ継手とを溶接する際の熱(溶接熱)がフランジ継手の接合面(当接面)まで伝達されることを防止することができ、接合面が変形する(歪む)ことを防止することができる。
また、接合面が変形する(歪む)ことを防止することができることにより、接合面の変形を修正する面出し加工を不要とすることができ、製作工程の短縮化をさらに図ることができて、製造コストの低減化をさらに図ることができる。
Diameter:ボルト穴の中心点を結んでできた円(ボルト穴ピッチ円)の直径)を大きくすることができるので、フランジ継手の周縁部の浮き上がりを防止することができて、フランジ継手8の接合面(当接面)同士をより密着した状態に保つことができる。
7 管状部材
8 フランジ継手
16 溝
16a 溝
20 フランジ継手
21 溝
30 フランジ継手
31 溝
図1は本実施形態に係るフランジ継手を具備した風力発電用風車を示す側面図、図2は図1の要部縦断面図である。
ローターヘッド4には、その回転軸線周りに放射状にして複数枚(例えば、3枚)の風車回転翼5が取り付けられている。これにより、ローターヘッド4の回転軸線方向から風車回転翼5に当たった風の力が、ローターヘッド4を回転軸線周りに回転させる動力に変換されるようになっている。
ナセル3は、支柱2を構成するユニット6のうち、最上部に設けられるユニット6上に設置されており、支柱2の上端に取り付けられるナセル台板(図示せず)と、このナセル台板を上方から覆うカバー9とを有している。
また、フランジ継手8の周縁部上端または周縁部下端と、管状部材7の下端または上端とは、半径方向内側に位置する溶接継ぎ目11および半径方向外側に位置する溶接継ぎ目12を介して接続(結合:連結)されている。
なお、図2中の符号13,14,15はそれぞれ、フランジ継手8同士を接続(結合:連結)するボルト、ナット、座金である。
また、溝16の外周縁は、管状部材7の内周面の略真下あるいは略真上にくるように形成されている。すなわち、溝16の外周縁は、フランジ継手8の周縁部に、管状部材7の板厚と略同じ幅を有する、平面視環状(ドーナツ状)の接続面(結合面:接合面)を有するように形成されて(設けられて)いる。
一方、溝16の内周縁は、フランジ継手8同士を接続する座金15の外周面の略真下あるいは略真上にくるように形成されている。すなわち、溝16の内周縁は、座金15の下面全体または上面全体が、フランジ継手8の上面または下面と当接(密着)するように形成されて(設けられて)いる。
これにより、管状部材7とフランジ継手8とを溶接する際の熱(溶接熱)がフランジ継手8の接合面(当接面)8aまで伝達されることを防止することができ、接合面8aが変形する(歪む)ことを防止することができる。
また、接合面8aが変形する(歪む)ことを防止することができることにより、接合面8aの変形を修正する面出し加工を不要とすることができ、製作工程の短縮化をさらに図ることができて、製造コストの低減化をさらに図ることができる。
さらに、板厚を略元の厚みのまま維持することができるので、ボルト13の内力係数を低下させることができ、ボルト強度をより有利なものとすることができる。
図3は本実施形態に係るフランジ継手の要部縦断面図であって、図2と同様の図である。
本実施形態に係るフランジ継手20は、溝16の代わりに溝21を備えているという点で上述した実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
また、フランジ継手20の周縁部上端または周縁部下端と、管状部材7の下端または上端とは、半径方向内側に位置する溶接継ぎ目11および半径方向外側に位置する溶接継ぎ目12を介して接続(結合:連結)されている。
また、溝21の外周縁は、管状部材7の内周面の略真下あるいは略真上にくるように形成されている。すなわち、溝21の外周縁は、フランジ継手20の周縁部に、管状部材7の板厚と略同じ幅を有する、平面視環状(ドーナツ状)の接続面(結合面:接合面)を有するように形成されて(設けられて)いる。
一方、溝21の内周縁は、上述した実施形態の溝16の内周面よりも半径方向外側(図3において左側)に位置するように、すなわち、溝21の半径方向内側に位置する底面の曲率半径が、溝21の半径方向外側に位置する底面の曲率半径よりも小さくなるように形成されているとともに、フランジ継手20同士を接続する座金15の外周面の略真下あるいは略真上にくるように形成されている。また、溝21の内周縁は、座金15の下面全体または上面全体が、フランジ継手20の上面または下面と当接(密着)するように形成されて(設けられて)いる。
Diameter:ボルト穴10の中心点を結んでできた円(ボルト穴ピッチ円)の直径)を大きくすることができるので、フランジ継手8の周縁部の浮き上がりを防止することができて、フランジ継手8の接合面(当接面)8a同士をより密着した状態に保つことができる。
なお、溝21の半径方向内側に位置する底面の曲率半径は、溝21の半径方向外側に位置する底面の曲率半径よりも小さくなるように設定されており、溝21の半径方向内側に位置する底面に応力が集中することとなる。しかし、溝21の半径方向内側に位置する底面には、溝21の半径方向外側に位置する底面よりも高い圧縮力(締結力:締付力)が加わり、溝21の半径方向内側に位置する底面の、材料の見かけ上の疲労強度が上がることとなる。そして、溝21の半径方向内側に位置する底面への応力集中は、見かけ上向上した疲労強度によって相殺される(カバーされる)こととなり、溝21の半径方向内側に位置する底面に亀裂が発生するのを防止することができる。
その他の作用効果は、上述した実施形態と同じであるので、ここではその説明を省略する。
図4は本実施形態に係るフランジ継手の要部縦断面図であって、図2および図3と同様の図である。
本実施形態に係るフランジ継手30は、溝16,21の代わりに溝31を備えているという点で上述した実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
また、フランジ継手30の周縁部上端または周縁部下端と、管状部材7の下端または上端とは、半径方向内側に位置する溶接継ぎ目11および半径方向外側に位置する溶接継ぎ目12を介して接続(結合:連結)されている。
また、溝31の外周縁は、管状部材7の内周面の略真下あるいは略真上にくるように形成されている。すなわち、溝31の外周縁は、フランジ継手30の周縁部に、管状部材7の板厚と略同じ幅を有する、平面視環状(ドーナツ状)の接続面(結合面:接合面)を有するように形成されて(設けられて)いる。
一方、溝31の開口端側(管状部材7の側)に位置する内周縁は、溝21の内周縁と同様、溝16の内周面よりも半径方向外側(図4において左側)に位置するように形成されているとともに、フランジ継手30同士を接続する座金15の外周面の略真下あるいは略真上にくるように形成されている。また、溝31の開口端側に位置する内周縁は、座金15の下面全体または上面全体が、フランジ継手30の上面または下面と当接(密着)するように形成されて(設けられて)いる。そして、溝31の奥側(底面の側)に位置する内周縁は、溝16の奥側(底面の側)に位置する内周縁と同様に、すなわち、溝31の開口端側に位置する内周縁よりも半径方向内側に位置するように形成されている
さらに、フランジ継手8の周縁部の浮き上がりを防止することができて、フランジ継手8の接合面(当接面)8a同士をより密着した状態に保つことができるフランジ継手20,30を具備した風力発電用風車1によれば、支柱2の信頼性を向上させることができるとともに、風力発電用風車1全体の信頼性を向上させることができる。
これにより、管状部材7の内壁面を伝わって降りてきた水滴が、溝16,21,31内に溜まるのを防止することができて、溝16,21,31内に錆が発生するのを防止することができる。
これにより、フランジ継手の側面と管状部材7の側面とを略同一平面上に形成させることができ、支柱2の表面全体に出現する凹凸を低減させることができて、支柱2および風力発電用風車1全体の美感を向上させることができる。
このようにしたことによる作用効果は、図2を用いて説明した実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
Claims (3)
- 上面または下面の周縁部が、管状部材の下端または上端と接合されて、前記管状部材同士を結合する管状部材用のフランジ継手であって、
前記上面または下面には、前記管状部材と接合される前記周縁部よりも半径方向内側に、断面視略U字状を呈する溝が、前記周縁部に沿って全周にわたり設けられ、
前記上面または下面は、前記溝を除き平坦であることを特徴とする管状部材用のフランジ継手。 - 前記溝の半径方向内側に位置する底面の曲率半径が、前記溝の半径方向外側に位置する底面の曲率半径よりも小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の管状部材用のフランジ継手。
- 請求項1または2に記載の管状部材用のフランジ継手を備えてなることを特徴とする風力発電用風車。
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