JP6023797B2 - 風力タービンのハブにロータブレードを固定するための固定装置 - Google Patents

Description

本発明は、風力タービンのハブにロータブレードを固定するための固定装置に関する。

風力タービンのハブにロータブレードを固定するための固定装置では、ロータブレード根元の領域内で、ロータブレードの長手方向軸に対して本質的に横に存在する収容部内に、テンションロッド（伸びボルト）によってロータハブと結合されるクロスボルトを配設することが公知である。クロスボルトに対するテンションロッドの到達は、独国特許第３１ ０３ ７１０号明細書（特許文献１）によれば、ロータブレード根元のシェルウォール内の通路によって得られる。

この構造の欠点は、独国特許第１９７ ３３ ３７２号明細書（特許文献２）によれば、ロータブレードがブレード根元の領域内で、クロスボルトを収容するための貫通孔によって著しく脆弱化されることにある。解決策として、ここでは、貫通孔を２つの盲穴の形態で形成し、それぞれ１つのテンションロッドを、盲穴内に配設されたクロスボルトに向かう別々の２つの通路内に配設することを提案する。

これら二重の通路が、同様にブレード根元の材料脆弱化を招くので、国際公開第２００４／１０６７３２号パンフレット（特許文献３）では、再び貫通するクロスボルトに手を出し、しかしながらテンションロッドはブレード根元外に配設することを提案する。

この解決策の欠点は、曲げモーメントの変化が、それぞれのクロスボルトに対するテンションロッドの接続部の間隔が大きいことによって、比較的大きいクロスボルト直径を必要にすることにある。更に、この解決策は、ブレード根元シェルウォールの積層縁において最大の面圧を備える。

独国特許第３１ ０３ ７１０号明細書 独国特許第１９７ ３３ ３７２号明細書 国際公開第２００４／１０６７３２号パンフレット

本発明の課題は、これら欠点を排除することにある。

この課題は、請求項１の特徴を有する固定装置によって解決され、有利な形成は、従属請求項に記載されている。

本発明によれば、クロスボルトが、ブレード根元シェルウォールを貫通して配設され、伸びボルトの形態のテンションロッドによってハブのフランジと結合可能である、ブレード根元の領域内でクロスボルトとテンションロッドによって風力タービンのロータハブにロータブレードを固定するための固定装置のために、各クロスボルトが、２つのテンションロッドによってロータハブのフランジと結合可能であり、各テンションロッドが、ブレード根元シェルウォール内の別々のテンションロッド孔内に配設されていること、を提案する。

従来技術で挙げた解決策に対して、驚くべきことに、提案した、それぞれ別々の貫通孔内に配設され、ブレード根元シェルウォールを貫通するクロスボルトと結合可能な２つのテンションロッドを介したロータブレードの結合によって、ブレード根元シェルに導入される力と、これによる応力の最適化が可能なることがわかった。

こうして、ブレード根元シェルウォールの、構造的に危険な積層縁における高い面圧を回避し、ブレード根元シェルウォールの内部に移動することができる。

更に、クロスボルトとテンションロッドの両方の直径を減少させることができるので、これまでは問題であると見なされた、ブレード根元内の横断面の減少は、大きい分散を受け、これにより補償可能である。

適用例に応じて、３つのバリエーションが設けられている。

テンションロッド孔が、ブレード根元シェルウォールの外側もしくは内側の壁面線から同じ間隔を備えるか、
ブレード根元シェルウォールの内側の壁面線に対する内側のテンションロッド孔の間隔が、ブレード根元シェルウォールの外側の壁面線に対する外側のテンションロッド孔の間隔よりも小さいか、
ブレード根元シェルウォールの内側の壁面線に対する内側のテンションロッド孔の間隔が、ブレード根元シェルウォールの外側の壁面線に対する外側のテンションロッド孔の間隔よりも大きいか、である。

本発明の適用例

図１は、ロータブレードのブレード根元を固定するためのリング状のフランジ２を有する風力タービンのロータハブ１を示す。ブレード根元のうち、１つのブレード根元シェルウォール３だけが図示されている。

ロータブレードの固定は、ブレード根元の領域内でクロスボルト４とテンションロッド５，６によって行なわれ、クロスボルト７は、ブレード根元シェルウォール３を貫通して配設されている。

伸びボルトの形態のテンションロッド５，６により、クロスボルト４は、フランジ２と結合可能であり、各クロスボルト４は、２つのテンションロッド５，６によってロータハブ１のフランジ２と結合され、各テンションロッド５，６は、ブレード根元シェルウォール３内の別々のテンションロッド孔７，８内に配設されている。

図示では、テンションロッド孔７，８は、ブレード根元シェルウォール３の外側もしくは内側の壁面線９，１０から同じ間隔を備える。

１ ロータハブ
２ ロータハブのフランジ
３ ブレード根元シェルウォール
４ クロスボルト
５ テンションロッド
６ テンションロッド
７ テンションロッド孔
８ テンションロッド孔
９ ブレード根元シェルウォールの外側の壁面線
１０ ブレード根元シェルウォールの内側の壁面線

Claims (4)

1. クロスボルトが、ブレード根元シェルウォールを貫通して配設され、伸びボルトの形態のテンションロッドによってハブのフランジと結合可能である、ブレード根元の領域内でクロスボルトとテンションロッドによって風力タービンのロータハブにロータブレードを固定するための固定装置において、
   各クロスボルト（４）が、２つのテンションロッド（５，６）によってロータハブ（１）のフランジ（２）と結合可能であり、各テンションロッド（５，６）が、ブレード根元シェルウォール（３）内の別々のテンションロッド孔（７，８）内に配設されていること、を特徴とする固定装置。
2. テンションロッド孔（７，８）が、ブレード根元シェルウォール（３）の外側もしくは内側の壁面線（９，１０）から同じ間隔を備えること、を特徴とする請求項１に記載の固定装置。
3. ブレード根元シェルウォール（３）の内側の壁面線（１０）に対する内側のテンションロッド孔（８）の間隔が、ブレード根元シェルウォール（３）の外側の壁面線（９）に対する外側のテンションロッド孔（７）の間隔よりも小さいこと、を特徴とする請求項１に記載の固定装置。
4. ブレード根元シェルウォール（３）の内側の壁面線（１０）に対する内側のテンションロッド孔（８）の間隔が、ブレード根元シェルウォール（３）の外側の壁面線（９）に対する外側のテンションロッド孔（７）の間隔よりも大きいこと、を特徴とする請求項１に記載の固定装置。

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