JP6763032B2 - 風力タービン用ロータ、風力タービン用ロータブレード、およびロータの組立て方法 - Google Patents

Description

本発明は、風力発電設備用ロータ、風力発電設備用ロータブレード、スリーブ、およびロータの組立て方法に関する。

導入部で述べられたタイプの風力発電設備がよく知られている。現在最も一般的なタイプの風力発電設備は、一般に３つのロータブレードを備えたいわゆる水平軸風力発電設備であって、１つ、２つ、４つ以上のロータブレードを有する風力発電設備も可能である。このような風力発電設備は、最初により高い公称出力を達成するために、かつ風の利用の改善を可能にするために、ますます大きな構造形態を有する。

風力発電設備のより大きな設計は、とりわけ、より大きなハブ高さおよび／または車軸高さおよび／またはより大きなロータ直径を有することができる。同様に、このような風力発電設備は、より大きな発電機および／またはより大きな送電線を有していてもよい。特に、より大きなロータ直径は、風力発電設備のより高い力および／またはモーメントをもたらす。これらのより大きな力および／またはモーメントの結果として、第１に、風力発電設備の主要構成要素、例えば、ロータブレード内のスパフランジは、より大きい、またはより大きい負荷容量を有するように寸法決めされ、第２に、例えば、締結要素のような別の構成要素が、より大きい、またはより大きな負荷容量を有するように、寸法決めされる場合もある。

ロータブレードは、一般に、風力発電設備の製造現場から据付け側に搬送され、ハブ上に組み立てられる必要があるため、特に、大きなロータブレードの場合には、分割ロータブレードの使用が一般的に必要である、あるいは有利である。このように、長手方向に少なくとも２つの部分を有する分割ロータブレードは、例えば、独国特許出願公開第１０ ２０１４ ２０６ ６７０から知られている。風力発電設備の上述のより大きな構造的形態および個々のロータブレードの一般的に関連する拡大により、一般に、ロータおよび／またはロータブレード内の力および／またはモーメントが増加する場合もある。したがって、ロータブレードとロータハブとの間、または第１ロータブレード部と第２ロータブレード部、および／または別のロータブレード部との間の接続は、比較的小さいロータブレードの場合に必要とされるよりも強くすることが好ましい。

ロータブレードは、一般に、ロータブレード根元の領域内の面側によって、ロータハブおよび／またはブレードアダプタに固定される。さらに、２つのロータブレード部は、同様に２つの対応する面側で互いに締結される。独国特許発明第１９７ ３３３ ７２号明細書または独国特許出願公開第１０３ ２４１ ６６号明細書には、前記タイプの固定のために、例えば、ロータブレード材料内を走行し、通常、いわゆる縦ボルトとして設計されたテンションエレメントが開示されている。このようなテンションエレメントをロータブレードに導入するためには、ロータブレード内に開口を設ける必要がある。このような開口部は材料内にノッチを形成し、その結果、一般に材料が弱くなる。この材料の弱化は、特に、ロータブレード内の耐荷重繊維が切断される可能性があるため、ロータブレードが一般的に構成されているか、または、ロータブレードが一般に含まれている繊維複合材料に特に関連する。

現代の風力発電設備の上述の寸法により、前記テンションエレメントおよび対応する締結エレメントは、一般に、特に大きな寸法でなければならない。締結エレメントのこの寸法設定は、第１に、前記締結エレメントの取り扱いをより困難にし、第２に、前記締結エレメンとの不適切な取り扱いによって材料をさらに弱める可能性がある。このさらなる材料の弱体化とは別に、このようなロータブレードを設けることは、特に大きな時間を費やすことに関連している可能性がある。人件費に関連する支出は、さらなるコストにつながる。さらに、締結領域内の個々の構成要素の整列および／または固定のようなさらなる補助手段が一般的に必要である。

本願の優先権主張出願について、ドイツ特許商標庁は、以下の先行技術文献をサーチした：独国特許発明第１９７ ３３ ３７２号明細書、独国特許出願公開第１０３ ２４１ ６６号明細書、独国特許出願公開第１０ ２００６ ０１４ ７４２号明細書、独国特許出願公開第１０２０１４ ００５ ４５２号明細書、独国特許出願公開第１０ ２０１４ ２０６ ６７０号明細書、国際公開第２００１／０４２６４７号。

独国特許発明第１９７ ３３ ３７２号明細書 独国特許出願公開第１０３ ２４１ ６６号明細書 独国特許出願公開第１０ ２００６ ０１４ ７４２号明細書 独国特許出願公開第１０ ２０１４ ００５ ４５２号明細書 独国特許出願公開第１０ ２０１４ ２０６ ６７０号明細書 国際公開第２００１／０４２６４７号

よって、本発明の目的は、前述した１つ以上の欠点を低減または排除する風力発電設備用ロータ、風力発電設備用ロータブレード、スリーブ、およびロータの組立て方法を提供することである。特に、本発明の目的は、風力発電設備の簡素化された組立てを許可する風力発電設備用ロータ、風力発電設備用ロータブレード、スリーブ、およびロータの組立て方法を提供することである。さらに、本発明の目的は、コストを削減し、および／または、生産時間を低減し、および／または、風力発電設備の品質を向上させる風力発電設備用ロータ、風力発電設備用ロータブレード、スリーブ、およびロータの組立て方法を提供することである。

本発明の第１の側面によれば、冒頭で述べた目的は、ロータハブの面側によって接続された少なくとも１つのロータブレードを有する風力発電設備用ロータによって達成され、ロータブレードは、ロータブレードの長軸に対して略径方向に延伸し、横ボルトが配置され横ボルト開口を有する横ボルト凹部と、ロータブレードの長軸に対して略平行に延伸する縦ボルト凹部と、を備えており、縦ボルト凹部および横ボルト凹部および／または横ボルト開口は、共通の通路を有し、縦ボルトは、縦ボルト凹部および横ボルト開口内に配置され、スリーブは、縦ボルト凹部に配置され、縦ボルトは、スリーブのキャビティを介して延伸する。

ロータは、とりわけ、ロータハブと少なくとも１つのロータブレードとを備えている。ロータハブは、少なくとも１つのロータブレードおよび別の設備部品との間の接続エレメントである。よって、ロータハブは、複数のロータブレード接続を含み、ロータブレード接続の数は、好ましくは、接続されるロータブレードの数に等しい。さらに、ロータハブは、一般的に、シャフト用の接続部を含み、シャフトは、ロータハブの回転運動を発電機に伝達することができる。ロータブレードは、一般的に、作動状態においてロータハブに面する領域に配置されたロータブレードの根元部からロータブレード先端部まで延伸する。特に、ロータブレードは、根元領域に面側を有することができる。前記面側は、さらに好ましくは、ロータブレードの長手方向に対して直交する円形断面を有する。

ロータブレードの長軸に対して略径方向に延伸する横ボルト凹部は、ロータブレードの長軸に対して略直交するように配置された中心軸を有している。さらに、前記中心軸は、好ましくは、横ボルト凹部が配置されたロータブレードの外側の点に直交する面に対して同軸に向けられるように配置されている。横ボルトは、好ましくは、その長軸に対して径方向に走る横ボルト開口を有している。横ボルト凹部は、横ボルト凹部が通路開口を構成しないように、好ましくは、目隠し穴として構成されている。好ましくは、目隠し穴の形態の横ボルト凹部の入り口が、ロータブレードの外面に配置されている。横ボルト凹部は、好ましくは、通路開口として、特に、通路の穴として形成されている。横ボルト凹部の中心軸に対して直交し、後者は、好ましくは、円形断面を有している。円形断面は、特に、容易に形成できるという利点がある。しかし、横ボルト凹部の別の断面も可能であり、特に、ここでは。角度および／またはスロット状、および／または、楕円形の断面が可能である。

本発明によれば、横ボルトは、横ボルト凹部内に設けられている。横ボルトは、同様に、中心軸を有しており、中心軸に直交する断面は、好ましくは、横ボルト凹部として、形状の観点から同じ断面を有している。例えば、横ボルト凹部が同様に円形の断面を有している場合、横ボルトは、円形断面を有している。さらに、横ボルトは、横ボルト凹部内に配置できるように設計されている。これは、特に、中心軸に対して直交する横ボルトの広がりに関連する。これらの広がりは、好ましくは、同じ方向においていずれの場合でも、横ボルト凹部の広がりよりも小さいためである。横ボルト凹部および横ボルトの好ましい円形の実施形態の場合には、横ボルトの直径は、横ボルト凹部の直径よりも小さく設計されている。横ボルト凹部および横ボルトのさらに好ましい実施形態は、横ボルトの直径が、横ボルト凹部の直径とほぼ同等になるように形成されている。

横ボルトは、好ましくは、金属材料、特に、鋼から構成されており、あるいはそのような材料を含む。特に、例えば、高強度鋼や非鉄金属等の高強度材料が横ボルトには好ましい。さらに、横ボルトは、例えば、樹脂やセラミックス等の別の材料を含む、あるいはそれらから構成されていてもよい。さらに、横ボルトは、その中心軸に対して径方向に配置された横ボルト開口を有している。横ボルト開口は、目隠し穴あるいは通路開口として形成されている。横ボルト開口は、好ましくは、雌ネジを含む。

よって、ロータブレードの長軸に略平行に延伸する縦ボルト凹部は、好ましくは、横ボルト凹部に対して略直交して配置されている。縦ボルト凹部は、面側端と面側回避端とを有している。縦ボルト凹部は、前記２つの端部の間において延伸し、前記長手方向に対して直交し、好ましくは、円形の断面を形成する。別の断面は、横ボルト凹部に関して上述したように、ここでも可能である。縦ボルト凹部は、横ボルト凹部の面側に面する壁まで到達するように、ロータブレードの長手方向において延伸する。さらに、縦ボルト凹部および横ボルト凹部は、共通の通路を持つように配置されている。よって、縦ボルト凹部は、横ボルト凹部まで延伸する。

よって、縦ボルト凹部に案内された縦ボルトは、縦ボルト凹部内の第１部と、横ボルト凹部内の第２部とともに配置される。同様に、縦ボルトは、好ましくは、金属材料、好ましくは、鋼からなり、あるいはそのような材料を含む。特に、例えば、高強度鋼や非鉄金属等の高強度材料が縦ボルトには好ましい。さらに、縦ボルトは、例えば、樹脂やセラミックス等の別の材料を含む、あるいはそれらから構成されていてもよい。

横ボルトの横ボルト開口は、好ましくは、縦ボルトが、好ましくは、横ボルト開口内に第２部を有して配置されるように設計されている。これは、横ボルト開口が好ましくは縦ボルト凹部に対して同軸状に配向されるように配置されているため、付加的に、横ボルトの位置および横ボルト内の横ボルト開口の位置に関係する。縦ボルトおよび横ボルト開口がそれぞれ、それぞれの中心軸に対して円形の断面を有していることが好ましい。この好ましい変形例では、縦ボルトは、縦ボルトが横ボルト開口の範囲内に配置される、あるいは、少なくとも部分的に前記横ボルト開口を通じて導かれるようにするために、横ボルト開口よりも小さい直径を有している。縦ボルトがネジ結合によって横ボルト開口に締め付けることができるように、特に、縦ボルトの第２部に雄ネジが、横ボルト開口内に雌ネジがあることが好ましい。さらに有利な改良点は、縦ボルトがネジ付きボルトとして形成されていることである。このタイプのネジ付きボルトは、その主要な方向に沿って支配的な部分を越えるネジ山を有している。さらに、縦ボルトの第１端から第２端までほぼ全体的に延伸するネジ山が、ネジ付きボルトとして形成されていることが好ましい。

本発明は、とりわけ、横ボルト開口が縦ボルト凹部に対してほぼ同軸に、よって縦ボルトに対して同軸に配置されているだけで、上述した横ボルト開口内の縦ボルトの配置が可能であるという認識に基づいている。さらに、本発明は、縦ボルトおよび／または横ボルトの普通に大きい寸法がロータブレードへダメージをもたらす可能性があるという認識に基づいている。そのようなダメージは、例えば、縦ボルトおよび／または横ボルト凹部の周りの材料の許容接触圧を超える接触圧によって生じる。さらに、縦ボルト凹部内の縦ボルトの正確な方向付けおよび／またはセンタリングおよび／または位置決めが一般的に必要とされる理由のため、例えば、縦ボルト凹部内の縦ボルトの傾きおよび／または旋回の結果として生じるノッチ効果が生じる可能性がある。

ノッチ効果および許容できない接触圧は、材料の損傷をもたらし、繊維複合材料の場合には、層間剥離の例もまた生じるおそれがある。特に、ロータブレードがロータハブに固定されているフェース面の領域の根元領域において、大きな力、例えば、ロータブレード全体の遠心力が作用すると、材料のダメージは、例えば、ロータの完全性、耐用年数またはメンテナンスサイクルへ影響する。さらに、ノッチ効果は、結果として、より低い静的および／または動的な強度を示すかもしれない縦ボルトのダメージおよび／または疲労につながってもよい。さらに、縦ボルトの耐久性が低下するおそれもある。さらに、本発明の解決手段により、縦ボルトの挿入および／または調整のために使用される付加的に補助要素の使用が省かれてもよい。特に、調整プレートとして設計された補助要素の使用を省くことも可能である。

本発明によれば、これらの欠点に対処するために、縦ボルトがスリーブのキャビティを通って延伸するように、スリーブが縦ボルト凹部に配置されている。スリーブを用いることで、ノッチ効果および／または許容できない接触圧が対応して減少または回避されるように、傾きおよび／または妨害を低減または防止することができる。さらに、横ボルトから縦ボルトを切り離す可能性がある。

特に、スリーブは、縦ボルトが縦ボルト凹部に対してほぼ同軸に案内されるように設計されている。よって、スリーブは、スリーブの長手方向に対して直交し、縦ボルトの断面の形状にほぼ対応する断面を有するキャビティを有していることが好ましい。さらに、キャビティの内径、あるいは前記キャビティ内の寸法は、縦ボルトの外径あるいは外寸よりも小さいことが好ましい。さらに、スリーブの外径は、縦ボルト凹部の直径よりも小さい、あるいは同等であることが好ましい。

スリーブは、管状の形状を有する管状要素であることが好ましい。スリーブは、矩形または他の角度断面を有する箱型形状を有することが好ましい。さらに、円形の断面以外では、キャビティは、同様に、１つ以上の角度の、好ましくは多角形の断面を有していてもよい。さらに、スリーブは、好ましくは、ここでスリーブのキャビティへの進入および／またはそこからの退出が可能になるように、その２つの面の側で実質的にオープンである。スリーブは、その長手方向の広がりに関して放射状に、例えば、閉じた包囲壁を有している。あるいは、包囲壁が、例えば、開口を有するように、および／または包囲壁が格子構造として形成されるように、前記包囲壁が完全にクローズされていないことが好ましい。スリーブは、複数の部品によって形成されていてもよく、例えば、長手方向に対して平行に分割されていてもよい。

特に、スリーブが、通過軸と外周面を持つ放射包囲壁とを有し、少なくとも１つのウェブが、外周面に配置され、スリーブの通過軸に略平行な広がりのその主要な方向を持って延伸することが好ましい。少なくとも１つのウェブは、第１スリーブ端から第２スリーブ端へ延伸してもよい。少なくとも１つのウェブは、スリーブの長手方向の広がりの１つ以上の部分にわたってのみ延伸してもよく、および／または中断を有していてもよい。少なくとも１つのウェブは、好ましくは、スリーブの径方向における高さを有し、さらに好ましくは、径方向に対して直交し、主要な広がりの方向に対して直交する厚みを有しており、その厚みは、好ましくは、外周面の接線方向と略平行になるように配向されている。

さらに、スリーブの好ましい発展は、少なくとも１つのウェブが、第１スリーブ端に隣接する部分および／または第２スリーブ端に隣接する部分に先細り部を有し、少なくとも１つのウェブの高さが、先細り部の領域において低くなる。スリーブのラジアル壁の外周面に２つ以上のウェブが配置され、それぞれの主要な方向がスリーブの通過軸にほぼ平行に延びることが好ましい。ウェブは、好ましくは、スリーブの外周面にわたって等距離に分布している。さらに好ましくは、スリーブは、いずれの場合でも互いに径方向に配置されている２つを持つ偶数のウェブを有している。特に、６つのウェブが外周面に配置されていることが好ましく、特に、それぞれ２つのウェブが直径方向に配置されていることが好ましい。

前記タイプのスリーブのウェブは、特に、縦ボルト凹部内のスリーブの有利な嵌合を可能にする。特に、１つ、または２つ以上のウェブを持つスリーブが、縦ボルト凹部内に容易に配置されてもよい。さらに、ウェブは、ウェブのための安全なシート、またはウェブを示す。
スリーブの材料は、好ましくは、弾性特性を有するように、選択されてもよい。特に、スリーブの材料は、縦ボルトの材料よりも、および／または、縦ボルト凹部の周囲の材料よりも、多くの弾性を有していることが好ましい。スリーブの弾性材料を利用して、スリーブが縦ボルト凹部へある程度の力で挿入され、その弾性特性によってある位置に固定されることが有利である。よって、とりわけ、スリーブのキャビティを通るその後の縦ボルトの挿入は、縦ボルト凹部内のスリーブの変位をなくし、あるいは変位を減らすことができる。さらに好ましくは、スリーブが、スリーブを持つ縦ボルトがとりわけ縦ボルト開口に配置されることができるように、縦ボルトに配置されてもよい。

スリーブは、樹脂および／または金属および／または非鉄金属および／または木材および／またはセラミックおよび／またはガラスから構成されてもよく、またはそれらを含んでもよい。特に、スリーブは発泡体から構成され、または発泡体を含むことが好ましい。フォームとしては、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリウレタンまたはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を使用することができる。さらに、スリーブは、外周面に、例えば、フックのような位置決め要素を有していてもよい。前記位置決め要素は、とりわけ、縦ボルト凹部のスリーブの位置を改善してもよい。

ロータの好ましい設計の変形では、少なくとも１つのハブ締結部とともに、縦ボルトをロータブレードのフェース側から突出させ、好ましくはそれ自体が配置されたＴ字形および／またはＬ字形の包囲ロータハブフランジに接続されるように設けられ、好ましくは、ロータハブ上に一体的に形成される。特に、縦ボルトは、横ボルトへのその面側回避端によって接続され、あるいは、他の方法では、横ボルトに隣接する領域において締結される。ハブ締結部は、縦ボルトの面側対向端に隣接する領域に配置されている。縦ボルトのハブ締結部は、この設計の変形例では、面側のロータブレードから突出し、さらにロータハブフランジに接続されている。

ロータハブへのロータブレードの固定が保証される。このような接続のために、別の設計の変形では、好ましくは、雄ネジを有するハブ締結部が設けられ、縦ボルトに対して同軸に配置された通過開口を有するロータハブフランジが設けられており、縦ボルトは、前記通過開口を通じて導かれ、ハブ締結部のロータハブフランジのロータブレード逃げ側において、締結部材、好ましくはナットを用いて、雌ネジに固定される。ここで、ロータハブフランジとロータブレードとの間の接続は、好ましくは、ネジ接続によって達成される。

特に、ロータの好ましい設計の変形では、それぞれ、少なくとも１つの横ボルト開口および／または複数のスリーブを有し、それぞれ、上述した設計変形の１つに従って配置された、複数の縦ボルト凹部および／または複数の横ボルト凹部および／または複数の縦ボルトおよび／または横ボルトを含む少なくとも１つのロータブレードが提供される。縦ボルト凹部は、好ましくは、ロータブレードの長軸から同じ間隔を有し、および／または、さらに好ましくは、フェース面の円周上に等距離に分布される。

縦ボルト凹部は、好ましくは、互いに平行に、かつ互いにほぼ同心円状に配置された２つの列に配置される。あるいは、一方の列の縦ボルト凹部が、他方の列の縦ボルト凹部に対して配置されることが好ましい。ロータブレードの面側に沿って縦ボルト凹部の一列だけを設けることが好ましい場合には、横ボルト凹部の数は、縦ボルト凹部の数と等しいことが好ましい。縦ボルト凹部の第２列を設けた場合には、それぞれ２つの縦ボルト凹部に配置された２つの縦ボルトが２つの横ボルト開口の合計を持つ１つの横ボルトに順に配置されるように、横ボルトが横ボルト凹部に配置され２つの横ボルト開口の合計を有することができるため、横ボルト凹部の数は、縦ボルト凹部の数の半分であってもよい。

ロータのさらに特に好ましい設計変形では、スリーブは、樹脂で構成され、または樹脂を含むように構成される。特に、ここでは、熱可塑性材料が好ましい。さらに、スリーブは、エラストマで構成されていてもよいし、エラストマを含んでいてもよい。ゴムとも呼ばれるエラストマは、一般に、強い弾性特性を有する。別の設計変形では、スリーブは、例えば、短繊維を含む繊維強化樹脂を含むか、または繊維強化樹脂から構成されてもよい。さらなる有利な実施形態は、金属材料、特に非硬化金属材料から構成されるか、またはそれを含むスリーブを提供する。好ましくは、スリーブは、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成され、あるいは、スリーブは、アルミニウムまたはアルミニウム合金を含むように構成される。

さらに好ましい設計変更では、第１スリーブ端から第２スリーブ端まで延び、第１スリーブ端に隣接し第１外径を有する第１スリーブセクションと、第２スリーブ端に隣接し第２外径を有する第２スリーブセクションを備えたスリーブが提供される。１つの設計変形では、第１外径は、第２外径と同じ寸法を有している。この設計変形では、スリーブは、好ましくは、その外周面に顕著なショルダを有していないことが好ましい。この設計の変形では、スリーブセクションまたはスリーブセクションの領域が、横ボルトがスリーブによってある位置に固定されるように、横ボルト開口に配置されていてもよい。この固定は、横ボルトの横ボルト開口への挿入を単純化してもよい。縦ボルトの中心軸、およびスリーブの中心軸および／または縦ボルト凹部の中心軸は、この設計の変形では、互いにほぼ同軸上に配置されている。特に、従来技術で知られている横ボルトの固定は、横ボルト凹部内の横ボルトのシーティングおよび／または接着および／または焼き戻しによって、代用される、あるいは少なくとも単純化される。

さらなる設計の変形では、第１外径が、その寸法の観点において、第２外径と異なる。第１外径から第２外径までの突然の変化は、例えば、直線状のショルダによって実現されてもよく、形成されたステップがスリーブの長手方向の広がりに平行に直交する面を有する。あるいは、前記ショルダまたは第１から第２外径への移行は、突然ではなく、例えば、半径を有する連続的な態様で実現されてもよい。このような連続的な移行は、例えば、直線状および／または曲線状であってもよく、またはそれを含んでいてもよい。

スリーブの別の設計の変更では、前記スリーブが、異なる外径および／または等しい外径を有する３つ以上のセクションを有していてもよい。異なる外径を有するスリーブは、様々な利点を提供する。例えば、比較的小さい直径を有するスリーブ領域が、横ボルト開口内に配置されていてもよい。比較的大きい外径を有するスリーブセクションは、例えば、縦ボルト凹部内に設けられている。スリーブ、または異なる外径を有する個々のスリーブセクションのこのような配置によって、縦ボルト凹部内におけるスリーブの固定が実現される。比較的小さい外径を有するスリーブセクションが横ボルト開口に挿入される程度に応じて、縦ボルトは、横ボルトに、あるいは横ボルトに部分的にねじ込まれてもよいし、縦ボルトは、横ボルト開口を通って導かれ、そこに接続された要素に固定されてもよい。さらに、スリーブの異なる外径は、改良された方法で、スリーブが縦ボルト凹部に配置されるために利用されてもよい。さらに、スリーブのキャビティ内の縦ボルトの配置は、異なる外径によって改良されてもよい。

ロータのさらに特に好ましい設計の変形では、少なくとも１つの雌ネジがスリーブのキャビティ内に設けられていてもよく、雌ネジは、好ましくは第１スリーブ端および／または第２スリーブ端に隣接するセクションに配置されている。雌ネジは、例えば、第１スリーブ端から第２スリーブ端の全体に延伸してもよい。一方、雌ネジは、スリーブのキャビティ内に設けられていてもよい。特に、雌ネジは、第１および／または第２スリーブ端に隣接する領域に配置されていることが好ましい。

特に、第１および／または第２端部において、長手方向にスリーブの長手方向における全体の長さの２０％未満の雌ネジが配置されていることが好ましい。さらに、前記範囲は、スリーブの長手方向の範囲の１５％未満、好ましくは１０％未満、特に５％未満に対応することが可能である。スリーブのキャビティ内の雌ネジの別の利点の他に、好ましくは、縦ボルト凹部への縦ボルトの配置の前に、縦ボルト上のスリーブのさらなる縦方向の変位、または少なくとも減少した縦方向の変位がないように、スリーブを縦ボルトに固定することができる。よって、スリーブが不利な位置になるのを防ぐことができる。特に、スリーブが面側においてロータブレードから突出することを防ぐことができる。

ロータのさらに特に好ましい設計の変形では、実質的に縦ボルト凹部の面側対向端から面側回避端まで延伸するスリーブが設けられ、および／または、ロータブレードの面側、および／または縦ボルト凹部の面側対向端および／または縦ボルト凹部の面側回避端に隣接するスリーブが設けられている。よって、スリーブは、面側対向端から横ボルト凹部まで延伸していることが好ましい。スリーブは、縦ボルト開口全体に配置されていることが好ましい。特に、スリーブが縦ボルト開口内で少なくとも平らになるように、スリーブが、縦ボルト開口から突出しないことが好ましい。

この設計の変形では、さらに、縦ボルト凹部内の縦ボルトが、スリーブによって径方向において全体的に取り囲まれている場合がある。これは特に、縦ボルトと縦ボルト凹部の壁との間にスリーブが配置されていることを意味している。これは、スリーブが半径方向または丸みを帯びた形で縦ボルトを完全に取り囲むことがないように、閉じた包囲壁を持たない、むしろ例えば、開口および／または穴あるいは他の構造、例えば、格子メッシュを持つスリーブにも適用される。

ロータの別の設計の変形では、ロータの面側から、および／または縦ボルト凹部の面側対向端から、および／または縦ボルト凹部の面側回避端から間隔をあけてスリーブが設けられており、縦ボルト凹部の広がり、および／または縦ボルト凹部および横ボルト開口の全体的な大きさの０〜２５％の間隔が設けられている。縦ボルト凹部の広がりは、ロータブレードの長軸に実質的に同一あるいは平行である。特に、面側の面から、および／または縦ボルト凹部の面側回避端からの間隔が縦ボルト凹部の広がりの２０％未満、好ましくは、縦ボルト凹部の広がりの１５％未満、特に、縦ボルト凹部の広がりの１０％未満、例えば、縦ボルト凹部の広がりの５％未満であることが好ましい。

この設計の変形では、スリーブは、面側対向端から縦ボルト凹部の面側回避端への全体に延伸しなくてもよい。むしろ、スリーブは、前記端部の１つから離れて配置されており、その間隔は、縦ボルト凹部の広がりの０〜２５％の量であることが好ましい。スリーブは、好ましくは、縦ボルト開口から突出しない。スリーブの面側対向端までの間隔および面側回避端までの間隔は、同じ寸法であってもよいし、異なる寸法であってもよい。例えば、面側対向端から縦ボルト凹部の広がりの５％だけ離し、しかし、面側回避端から縦ボルト凹部の広がりの２５％だけ離してスリーブを配置することが可能である。さらに、縦ボルト凹部の上述した２つの端部との間隔を等しくすることも可能である。縦ボルト開口の上述した２つの端部までの間隔が可変であってもよい。スリーブは、長手方向に変位可能なように、縦ボルト凹部に配置されていてもよい。

ロータの別の設計の変形では、ロータブレードの面側から、および／または縦ボルト凹部の面側対向端から、および／または縦ボルト凹部の面側回避端から間隔を有するスリーブと、縦ボルト凹部の範囲、および／または縦ボルト凹部および横ボルト開口の合計の範囲の２５％よりも大きい間隔とが設けられている。
ロータの別の好ましい設計の変形では、ロータブレードの面側、および／または縦ボルト凹部の面側対向端、および／または縦ボルト凹部の面側回避端に隣接するスリーブが提供される。この設計の変形では、縦ボルト凹部の面側対向端から、および／または縦ボルト凹部の面側回避端からのスリーブの重要な間隔が設けられていないことが好ましい。

ロータの別の特に好ましい設計の変形では、ロータブレードの面側および／または縦ボルト凹部の面側対向端と縦ボルト凹部の面側回避端との間に配置されたスリーブが設けられている。縦ボルト凹部の面側対向端と縦ボルト凹部の面側回避端との間の方向は、ロータブレードの長手方向に略平行である。
ロータの別の好ましい設計の変形では、長手方向において少なくとも２つの部品になるスリーブが設けられている。分割面は、好ましくは、第１スリーブ端から第２スリーブ端まで延伸する。２部品の実施形態の場合、よって、スリーブは、好ましくは、各々１８０度の部分的な管セグメントを構成する管の２つの半分を含む。スリーブが縦ボルト凹部に配置されると、スリーブの長手方向は、ロータブレードの長軸と実質的に同一または平行である。

このようなスリーブは、例えば、射出成形プロセスにおいて、コアを設ける必要がないため、特に安価に製造することができる。これらの２つのスリーブ部品の接続は、例えば、少なくとも１つのＯリングによって実現される。
ロータの別の設計の変形では、キャビティおよび／または内周面および／または半径方向に包囲するように配置された少なくとも１つのリブを有するようにすることができる。このようなリブまたはスリーブのキャビティ内の２つ以上のこのようなリブは、補強効果によってスリーブの強度を増加させることができる。好ましい設計の変形では、スリーブは、柔軟で軟らかい形状である。さらに、スリーブのキャビティ内に配置されたリブは、スリーブを縦ボルトに固定するために利用される。スリーブのキャビティ内に３つ以上のリブを有するスリーブの好ましい改良では、リブが互いから等間隔に離間していることがさらに好ましい。別の設計の変形では、スリーブは、スリーブのキャビティ内において排他的またはリブに加えて、外周面にリブを備え、補強効果に加えて、特に、縦ボルト凹部内にスリーブを固定することができる。

ロータの別の特に好ましい設計の変形では、横ボルト開口に設けられるスリーブのセクションが設けられており、そのセクションは、スリーブの他のセクションのそれと同等、それよりも大きい、あるいは小さい外径を有していることが好ましい。この設計の変形では、スリーブは、スリーブの領域が横ボルト開口に延伸するように、縦ボルト凹部に設けられていることが好ましい。横ボルト開口が、横ボルト開口に設けられていないスリーブセクションの外径よりも小さい直径を有する場合、さらに、比較的小さい直径と比較的大きな直径との間に形成されたショルダを止め具として利用することが可能である。よって、前記止め具を用いて、縦ボルト凹部または横ボルト開口内のスリーブの位置が規定され、および／またはスリーブを、例えば、締まり嵌めによって固定することが可能である。

ロータの別の好ましい設計の変形では、ロータは、横ボルトの面側回避側に配置され、ロータブレードの長軸に略平行に、縦ボルト凹部に対して同軸に延伸し、膨張スリーブが配置され、および／または、第１および／または第２スリーブセクションが横ボルト開口内に配置された膨張スリーブ凹部を備え、前記セクションは、他のスリーブセクションのそれと同等、またはそれより大きいまたは小さい外径を有していることが好ましい。

よって、縦ボルトは、横ボルト開口を通じて延伸することができ、横ボルトの面側回避側において膨張スリーブに当たる。膨張スリーブは、好ましくは、縦ボルトがそこに固定されるように、配置され設計されている。この設計の変形では、上述した第１および第２外径を持つスリーブが配置されることが特に好ましく、第１および第２外径は、異なる寸法を有する。それぞれ小さい外径を持つセクションは、この場合、横ボルトが固定されるように、横ボルト開口に挿入されてもよい。縦ボルトは、膨張スリーブに通過させるために、今度は、スリーブを通じて、よって、縦ボルト開口を通じても導かれ、前記縦ボルトは固定される。

別の設計の変形では、目隠し穴および／または通路開口として設計された横ボルト凹部が設けられる。
本発明の別の側面によれば、導入部で述べた目的は、風力発電設備のロータブレードによって達成され、ロータブレードは長手方向に沿ってブレード根元からブレード先端まで延伸し、ブレード根元はロータブレードをロータハブに固定するため設計され、ブレード根元を備えたロータブレード内部を有し、ブレード先端を備えたロータブレード外部を有し、ロータブレード内部およびロータブレード外部は、接続領域において互いに接続されており、ロータブレード内部および／またはロータブレード外部は、接続領域において、ロータブレードの長軸に対して略径方向に延伸し、その長軸に対して径方向に横ボルト開口を有する横ボルトが配置される横ボルト凹部と、ロータブレードの長軸に対して略平行に延伸し、ロータブレードの面側における第１端から横ボルト凹部における第２端に延伸する縦ボルト凹部と、を備え、縦ボルト凹部および横ボルト凹部および／または横ボルト開口は、共通の通路を有し、スリーブは、縦ボルト凹部に配置され、縦ボルトは、スリーブのキャビティを介して延伸し、縦ボルトは、横ボルト開口内に、一部とともに配置される。

ここで、すでに本発明の第１の側面として述べられたロータブレードのロータハブへの接続は、ロータブレード内部とロータブレード外部とを互いに接続するために使用される。ロータブレード内部とロータブレード外部との接続が同様に対応する凹部とともに縦ボルトおよび横ボルトを用いて実現されることが好ましいため、スリーブは、この場合でも、すでに上述された設計の変形や利点がここでも利用されるように、縦ボルト凹部に設けられる。

ロータブレードの別の好ましい設計の変形では、面側においてロータブレード外部から少なくとも１つの締結部を突出させ、好ましくはＴ字形および/またはＬ字形で取り囲むロータブレード内部フランジに接続される縦ボルトが設けられており、ロータブレード内部フランジ自体は、ロータブレード内部に、好ましくは一体的に配置される。ロータブレード内部フランジは、好ましくは、鋼によって形成されていてもよいし、鋼を含んでいてもよい。ロータブレードの別の好ましい設計の変形では、面側においてロータブレード内部から少なくとも１つの締結部を突出させ、好ましくはＴ字形で取り囲むロータブレード外部フランジに接続される縦ボルトが設けられており、ロータブレード外部フランジ自体は、ロータブレード外部に、好ましくは一体的に配置される。

ロータブレードの別の設計の変形では、雄ネジを含む締結部と、縦ボルトに対して同軸に配置されるための通路開口を有するロータブレード内部フランジと、が設けられており、縦ボルトは、通路開口を通じて導かれ、ロータブレード外部から回避されたロータブレード内部フランジ側において、締結部が、締結エレメント、好ましくはナットによって雌ネジに固定される。ロータブレードの別の設計の変形では、雄ネジを含む締結部と、縦ボルトに対して同軸に配置するための通路開口を有するロータブレード外部フランジとが設けられており、縦ボルトは、通路開口を通じて導かれ、ロータブレード内部から回避されたロータブレード外部フランジ側において、締結部が、締結エレメント、好ましくはナットによって雌ネジに固定される。

本発明の別の側面によれば、導入部で述べた目的は、上述の設計変形の少なくとも１つによるロータブレードを含む、上述した設計の変形の少なくとも１つに係るロータによって達成される。よって、ロータは、上述したように、ロータブレードのロータハブへの接続部と、好ましくは、前の態様に従って設計されたロータブレード内部とロータブレード外部とを含むロータブレードとを備えている。

本発明の別の側面によれば、導入部で述べた目的は、上述した設計の変形の少なくとも１つに係るロータ、および／または上述の設計の変形の少なくとも１つに係るロータブレードの縦ボルト凹部および／または横ボルト凹部内の縦ボルトおよび／または横ボルトの整列のためのスリーブによって達成される。
本発明の別の側面によれば、導入部で述べた目的は、上述した設計の変形の少なくとも１つに係る少なくとも１つのロータ、および／または上述の設計の変形の少なくとも１つに係るロータブレードを備えた風力発電設備によって達成される。

本発明の別の側面によれば、導入部で述べた目的は、上述した設計の変形の少なくとも１つに係るロータ、および／または上述の設計の変形の少なくとも１つによるロータブレードの組立方法によって達成され、横ボルト凹部内に横ボルトを配置するステップ、および／または縦ボルト凹部内に縦ボルトを配置するステップと、を備え、縦ボルトは、スリーブのキャビティ内に配置されており、縦ボルトのセクションは、横ボルト凹部内に配置されている。好ましくは、この目的のために、上述した設計の変形の少なくとも１つに係るロータおよび／または上述した設計の変形の少なくとも１つに係るロータブレードの要素が、組立体のために設けられている。

スリーブは、最初は、特に、縦ボルトがスリーブのキャビティを通じて配置されるように、その上に縦ボルト凹部に続けて配置された縦ボルトとともに、別々に縦ボルト凹部内に導入されてもよい。
さらに、縦ボルトは、最初に、スリーブのキャビティ内に断面を持って、縦ボルトからなる組立体とともに配置され、続いて、スリーブが縦ボルト凹部に配置される。横ボルト開口内の縦ボルトは、好ましくは、縦ボルトが横ボルト開口内に固定されるように配置される。これは、例えば、横ボルト開口内の雌ネジと、縦ボルトの対応するセクションの対応する雄ネジによって行われてもよい。さらに、横ボルト開口を通じて突出する縦ボルトが設けられていてもよく、横ボルト開口から出た、例えば、膨張スリーブのような別の部材に固定されてもよい。

方法の別の設計の変形では、雄ネジを備えた縦ボルトのハブ締結部が設けられ、縦ボルトに対して同軸に配置された通過開口を持つロータハブフランジが設けられ、縦ボルトは、通路開口を通って導かれ、ロータブレードから逃がされたハブ締結部のフランジの側に、締結エレメント、好ましくはナットによって、雌ネジに固定される。ここで、ロータブレードのロータハブへの固定は、ハブ側フランジへ、特に、ロータブレードの面側固定によって実現されるネジ接続によって実現される。

方法の別の設計の変形では、前記方法が、横ボルト開口内に縦ボルトを締め付けるステップを備えており、その締め付けは、好ましくは、横ボルト開口が雌ネジを有し縦ボルトが好ましくは雄ネジを有するように、ネジ接続によって実現される。よって、縦ボルトは、ロータブレードの長手方向においてロータブレードへ固定される。
方法の別の設計の変形では、前記方法が、膨張スリーブ凹部内に膨張スリーブを配置するステップを備えており、膨張スリーブ凹部は、横ボルト開口へ導き、膨張スリーブへ縦ボルトを接続する横ボルト開口の面側回避側に配置されている。ここで、横ボルトは、主に、縦ボルトを固定するのではなく、むしろ単に、縦ボルトを膨張スリーブへ貫通させるように機能する。膨張スリーブは、管状要素であることが好ましく、前記要素は、特に、その面側回避端において縦ボルトの雄ネジに対応して形成された雌ネジを有していることが好ましい。

本発明による方法およびその可能な展開は、特に、本発明によるロータおよび／または本発明によるロータブレードおよびその開発に使用するのに適した特徴または方法ステップを有する。これらの更なる態様およびその可能な展開の更なる利点、設計変更および設計の詳細については、ロータの対応する特徴および展開に関する上記の説明が参照される。

本発明の好ましい実施形態は、以下の図面を用いて例示しながら説明される。

風力発電設備の例示的な実施形態の概略図。 先行技術で知られたブレード接続の例示的な実施形態の概略図。 スリーブの例示的な実施形態の３次元図。 図３のスリーブの長手方向における図。 図３のスリーブの側断面図。 スリーブの別の例示的な実施形態の側断面図。 スリーブの別の例示的な実施形態の概略３次元図。 図７のスリーブの長手方向における図。 図７のスリーブの部分的な側断面図。 スリーブの別の例示的な実施形態の概略側面図。 図１０のスリーブの概略３次元図。 図１０のスリーブの概略詳細図。 ２部品ロータブレードの接続領域の例示的な実施形態の概略側断面図。 ２部品ロータブレードの接続領域の別の例示的な実施形態の概略側断面図。 スリーブハーフの例示的な実施形態の概略３次元図。 図１５のスリーブハーフの概略側面図。 図１５のスリーブハーフの別の概略側面図。 スリーブの例示的な実施形態の概略２次元図。 図１８に示されるスリーブの概略３次元図。 図１８に示されるスリーブの概略２次元前面図。

ほぼ同一または同等の機能を持つ同じ要素については、図面において同じ符号を付して特定される。
図１は、風力発電設備の例示的な実施形態の概略図を示す。図１は、特に、タワー１０２、ナセル１０４を有する風力発電設備１００を示す。３つのロータブレード１０８を有するロータ１０６とスピナ１１０とは、ナセル１０４に設けられている。ロータ１０６は、運転時に、風によって回転運動するように設定され、それにより、ナセル１０４内の発電機を駆動する。

図２は、先行技術で知られたブレード接続の例示的な実施形態の概略図である。ブレード１０８は、近位ブレード端１１４から遠心端（図示せず）まで長手方向において延伸し、ブレード先端は、遠心端を含む。ブレード１０８は、ブレード１０８は、ここでは、ブレードを形成しブレードの長手方向に対して直交する壁の内部観察が示されるように、断面で示されている。近位ブレード端１１４からは、第１縦ボルト凹部１３０および第２縦ボルト凹部１３２が、ブレードの長手方向にほぼ配向されるように延伸する。縦ボルト凹部１３０，１３２に対して直交して、横ボルト凹部１４０が、ブレードの長軸に対して径方向に配置されている。縦ボルト凹部１３０，１３２および横ボルト凹部１４０は、特に、近位ブレード端１１４から回避された縦ボルト凹部１３０，１３２のそれらの端部が横ボルト凹部１４０に配置され、それぞれの場合において、縦ボルト凹部１３０，１３２および横ボルト凹部１４０の１つは、共通の通路を有しており、好ましくは、近位ブレード端１１４から、横ボルト凹部１４０が配置されたロータブレードの側面まで導かれる。

横ボルト８０は、横ボルト凹部１４０に配置されている。さらに、横ボルト８０は、ロータブレードの長軸に平行に配置され、横ボルト８０の中心軸に対して径方向に２つの横ボルト開口８６，８８を有している。第１横ボルト開口８６は、第１縦ボルト凹部１３０に対して同軸に配置されている。第２横ボルト開口８８は、第２縦ボルト凹部１３２に対して同軸に配置されている。さらに、横ボルト開口８６，８８は、それぞれ、近位ブレード端１１４から回避された横ボルト開口の端部に配置された雄ネジ２０４を有している。

第１縦ボルト凹部１３０および第１横ボルト開口８６の内部には、第１縦ボルト２００が配置されている。第２縦ボルト凹部１３２および第２横ボルト開口８８の内部には、第２縦ボルト２１０が配置されている。縦ボルト２００，２１０は、それぞれ、その一端において、横ボルト開口８６，８８のネジ２０４にねじ込まれるネジを有している。よって、縦ボルト２００，２１０の横ボルト８０への固定が実現される。縦ボルト凹部１３０，１３２および／または横ボルト開口８６，８８内における縦ボルト２００，２１０の正しい向きおよび／または位置のために、従来技術では、整列プレート９０が一般的に使用される。整列プレート９０は、好ましくは、近位ブレード端１１４の面側に配置された鋼からなる、あるいは鋼を含むリング形状の要素である。

横ボルト８０には、少なくとも１つの凹部８２が設けられている。前記凹部８２は、
横ボルト８０が、特に、横ボルト凹部１４０内においてブレード１０８に接着剤で固定されるように、横ボルト８０に配置されている。この接着剤８４は、特に、横ボルト凹部１４０内の横ボルト８０の固定に使用される。従来技術で知られているこの配置は、特に、縦ボルト凹部に挿入された縦ボルトが、通常、充分に垂直に案内されないという欠点がある。よって、縦ボルト２００，２１０は、好ましくは、その長手方向の向きに対して直交する水平軸の周りで傾けることができる。この傾けは、特に、近位ブレード端１１４において、ノッチ効果および／またはこの位置および／またはこの位置の周囲の領域において材料を弱める許可されない接触圧につながる。

図３は、スリーブの例示的な実施形態の３次元図を示す。スリーブ１０は、第１スリーブ端１１から第２スリーブ端１２まで長手方向において延伸する。スリーブ１０は、図４にも示されているように、壁１３によって囲まれたキャビティ１５を取り囲む管形状を有している。さらに、キャビティ１５に向かって面する壁１３の内周面は、ネジ１４を有している。特に、図５に示すように、前記ネジは、第１スリーブ端１１から第２スリーブ端１２までのスリーブ１０の長手方向全体にわたって延伸する。

図６は、スリーブの別の例示的な実施形態の側断面図を示す。スリーブ１０’は、第１スリーブ端１１から第２スリーブ端１２までのスリーブ１０の長手方向全体にわたって延伸していないという点で、上述したスリーブ１０とは異なっている。スリーブ１０’は、第１スリーブ端１１に隣接する第１ネジ領域１７においてネジ１４’を有している。さらに、スリーブ１０’は、第２スリーブ端１２に隣接する第２ネジ領域１８においてネジ１４を有している。第１ネジ領域１７と第２ネジ領域１８との間には、キャビティ内にネジがなく、ネジ領域１７，１８は、間隔をあけて配置されている。ネジ領域１７，１８は、それぞれ、長手方向においてスリーブ１０’の長手方向の全体の範囲の約１０％に対応する範囲で延伸する。

図７は、スリーブ２０の別の例示的な実施形態の概略３次元図を示す。スリーブ２０は、第１スリーブ端２１から第２スリーブ端２２まで延伸する。第１スリーブ端２１と第２スリーブ端２２との間には、スリーブ２０が、上述したスリーブ１０，１０’と対照的に、第１スリーブセクション２３および第２スリーブセクション２４を有している。第１スリーブセクション２３は、長手方向において、第２スリーブセクション２４とほぼ同じ寸法を有している。第１スリーブセクション２３は、特に、第１スリーブセクション２３が第２スリーブセクション２４よりも小さい外径を有しているという点で異なっている。

第１および第２スリーブセクション２３，２４のスリーブ２０の長軸に対して直交する円形断面により、ショルダ２５は、第１スリーブセクション２３から第２スリーブセクション２４へ移行する位置に形成される。前記ショルダは、急なショルダであって、ショルダ２５がスリーブ２０の長手方向に略平行に延びる表面に直交して形成される。図８および図９は、より詳細な第１スリーブセクション２３の部分図を示す。スリーブセクション２３は、第１スリーブ端２１から第１スリーブセクション２３の端部まで延びるキャビティ２６を有している。この例示的な実施形態では、キャビティ２６内にネジが設けられていない。第１スリーブ端２１から第２スリーブ端２２まで延伸する図７に示すスリーブ２０は、同様に、スリーブの長手方向全体にわたって延びるキャビティを有している。

図１０は、スリーブ３０の別の例示的な実施形態の概略側面図を示す。図１０のスリーブ３０の別の図は、図１１の３次元図および図１２の詳細図として示されている。スリーブ３０も同様に、第１スリーブ端３１から第２スリーブ端３２までの範囲を有し、同様に、スリーブ３０は、第１スリーブセクション３３と第２スリーブセクション３４とを有している。第１スリーブセクション３３は、第１スリーブ端３１に隣接し、第２スリーブセクション３４は、第２スリーブ端３２に隣接する。よって、ショルダ３５は、第１スリーブ端３１から第２スリーブ端３２への移行位置において、スリーブ３０の範囲に沿ってほぼ半分の位置に形成されている。図７〜図９に示したスリーブ２０と対照的に、スリーブ３０は、２つのスリーブハーフを含む点において異なっている。２つのスリーブハーフは、第１スリーブ端３１から第２スリーブ端３２まで延伸し、よって、第１スリーブ端３１から第２スリーブ端３２へ延伸する部分ジョイント３７を形成する。

よって、２つのスリーブハーフは、長手方向に分割された管の形状を有している。さらに、２つのスリーブハーフは、分割面の幅がスリーブ３０の外径と同じ寸法になるように、鏡面対称の形状を有している。スリーブ３０の２つのスリーブハーフは、スリーブ３０が図７に示すスリーブ２０とほぼ同じ外形を有するように形成され、互いに配置されている。第２スリーブセクション３４では、２つの径方向に取り囲むノッチが、スリーブ３０のキャビティには延びていないが、外周面に配置されている。前記ノッチは、２つのスリーブハーフを互いに接続するＯリング３６を受け止める様に、設計され、配置されている。

図１３は、２部品ロータブレードの接続領域の例示的な実施形態の概略側断面図を示す。ロータブレード３００は、この設置状態において、ロータブレード内部３１０、ロータブレード外部３２０を備えている。設置された状態は、特に、縦ボルト４００，４１０および横ボルト４３０，４４０によって互いに接続されたロータブレード内部３１０とロータブレード外部３２０との配置を示している。ロータブレード内部３１０は、ロータブレード外部３２０に対向する端部に、フランジ３１４を有している。フランジ３１４には、さらに、横ボルト凹部３１３が設けられている。横ボルト凹部３１３は、ロータブレード３００の長軸に対して径方向に配置されている。ロータブレード３００の長手方向、よって、横ボルト凹部３１３に対して直交する方向において、さらに第１縦ボルト凹部３１１および第２縦ボルト凹部３１２が、フランジ３１４に設けられている。

ロータブレード外部３２０は、ロータブレード外部３２０の長軸に対して径方向に配置された横ボルト凹部３２３を有している。さらに、ロータブレード外部３２０は、別の横ボルト凹部３２８をさらに有している。横ボルト凹部３２３に対して直交し、ロータブレード３００またはロータブレード外部３２０の長手方向に略平行に、第１縦ボルト凹部３２１と第２縦ボルト凹部３２２とが設けられている。第１縦ボルト凹部３２１と第２縦ボルト凹部３２２とは、ロータブレード外部３２０の径方向において互いに離間して配置されている。いずれの場合も、１つの横ボルト４３０，４４０が、ロータブレード内部３１０およびロータブレード外部３２０の横ボルト凹部３１３，３２３に配置されている。横ボルト４３０，４４０は、縦ボルト４００，４１０が配置される横ボルト開口（ここでは図示せず）を有している。横ボルト開口は、組立て状態において、好ましくは、縦ボルト凹部３２１，３２２に対して同軸に配置されている。本件では、横ボルト４３０は、２つの横ボルト開口に雌ネジ（ここでは図示せず）を有している。

第１縦ボルト４００は、第２横ボルト開口に配置されており、好ましくは、横ボルト開口が雌ネジ、縦ボルト４００が横ボルト開口内に配置された端部においてそこに対応する雄ネジを有している。横ボルト４３０の横ボルト開口にねじ込まれた第１縦ボルト４００により、縦ボルト４００の横ボルト４３０への、よって、ロータブレード外部３２０への固定された接続は実現される。第２縦ボルト４１０の横ボルト４３０への接続は、同様に実現される。

縦ボルト４００，４１０は、ロータブレード外部３２０から、あるいは面側において縦ボルト凹部３２１，３２２から突出するように配置され、設計される。縦ボルト４００，４１０が突出した事実の結果として、これらは、ロータブレード内部３１０の対応する配置とともに、ロータブレード内部３１０の縦ボルト凹部３１１，３１２に配置されてもよい。さらに、前記縦ボルトは、横ボルト４４０の横ボルト開口を通じて導かれてもよい。縦ボルト４００，４１０は、好ましくは、ロータブレード内部３１０内に配置された端部に隣接する領域に、雄ネジを有している。

さらに、好ましくは、縦ボルト４００，４１０が、ロータブレード外部３２０から回避された側において横ボルト４４０から突出している。この側には、縦ボルト４００，４１０の上述したネジにねじ込められたナット４５０，４５２があってもよい。このねじ締め作用により、ロータブレード内部３１０とロータブレード外部３２０との強固な接続が実現される。よって、ロータブレード３００の長手方向における引張り力は、実質的に、縦ボルト４００，４１０によって伝達され収容される。

まず、縦ボルト４００，４１０はロータブレード外部３２０の横ボルト４３０に配置されることが好ましいため、上述したノッチ効果および／または許容されない接触圧が縦ボルト凹部３２１，３２２内で生じてもよい。本発明は、これに対処し、縦ボルト凹部３２１，３２２にスリーブ（ここでは図示せず）を設けている。この接続にとって特に好ましいものは、図３から図６に示すスリーブである。

図１４は、２部品ロータブレード３００’の接続領域の別の例示的な実施形態の概略側断面図を示す。設置状態におけるロータブレード３００’のこの実施形態は、特に、第１膨張スリーブ凹部３２４と第２膨張スリーブ凹部３２６とがロータブレード外部３２０’に配置されている点で、上述したロータブレード３００とは異なっている。膨張スリーブ凹部３２４，３２６は、ロータブレード内部３１０’から回避された横ボルト４３０’側に配置されている。第１膨張スリーブ凹部３２４は、第１縦ボルト凹部３２１に対して同軸に配置されている。第２膨張スリーブ凹部３２６は、第２縦ボルト凹部３２２に対して同軸に配置されている。膨張スリーブ凹部３２４，３２６内には、さらに、第１膨張スリーブ４６０および第２膨張スリーブ４７０が設けられている。横ボルト４３０’は、横ボルト凹部３２３’に配置されている。この設計の変形では、横ボルト４３０’が、同様に、２つの横ボルト開口を有し、これらは、好ましくは、縦ボルト４００’、４１０’が横ボルト４３０’を通じて導かれて膨張スリーブ凹部３２４，３２６まで延伸するように、雌ネジを備えていない。

膨張スリーブ４６０，４７０は、好ましくは、それらのキャビティ内、あるいは内周面に雌ネジを有する管形状を有している。膨張スリーブ凹部３２４，３２６へ突出する縦ボルトのそれらの端部、または前記端部に隣接する領域は、好ましくは、上述した雌ネジに対応する雄ネジを有している。よって、縦ボルト４００’，４１０’が、膨張スリーブ４６０，４７０に接続されてもよい。よって、ロータブレード内部の方向における縦ボルト４００’，４１０’への引張り力は、横ボルト４３０’を介して、膨張スリーブ４６０，４７０からロータブレード外部３２０’の壁へ伝達される。縦ボルト４００’，４１０’の端部のロータブレード内部３１０’への固定は、ロータブレード３００のロータブレード内部３１０への上述した接続と同様に、行われる。

スリーブ６１は、第１縦ボルト凹部３２１に配置され、スリーブ６２は、第２縦ボルト凹部３２２に配置されている。スリーブ６１，６２は、好ましくは、後者では、縦ボルト４００’，４１０’の配置前に縦ボルト凹部３２１，３２２には位置される、あるいは、スリーブ６１，６２は、最初に、縦ボルト４００’，４１０’に配置され、縦ボルトからなる組立体とスリーブとが、続いて、縦ボルト凹部３２１，３２２のうちの１つへ配置される。図３から図６に示したスリーブとは別に、図７、図１０、図１１および図１２のようにスリーブを使用してもよく、第１スリーブ端２１，２２は、好ましくは、横ボルト開口の１つの全体または少なくとも一部に配置されている。そして、ショルダ２５，３５は、好ましくは、横ボルトの外面に配置されている。あるいは、比較的大きな外径を有する第２スリーブ領域は、横ボルト開口の１つの内部に配置されていることが好ましい。

図１５は、スリーブハーフの例示的な実施形態の概略的な３次元図を示しており、図１６および図１７は、前記スリーブハーフの別の側面図を示している。スリーブハーフ５０は、第１スリーブハーフ端５１から第２スリーブハーフ端５２まで延伸している。第１スリーブハーフ端５１および第２スリーブハーフ端５２では、それぞれ、１つのリブが設けられている。リブ５７は、第１スリーブハーフ端５１に設けられ、リブ５３は、第２スリーブハーフ端５２に設けられている。これらのリブ５３，５７の間には、それぞれ等間隔で、別のリブ５４，５５，５６が設けられている。リブ５３〜５７は、スリーブの剛性や強度を向上させ、２部品のスリーブの場合には、このため、比較的、低い機械的強度を有するため、特に利点になりえる。さらに、スリーブハーフ５０は、この場合、ピン要素として設計され、別のスリーブハーフに設けられた対応する開口に配置される複数の接続エレメント５８を有している。

図１８から図２０に示すスリーブ７０は、第１端から第２端までの範囲の主要な方向において延伸する。スリーブ７０は、キャビティ７５を径方向に取り囲むラジアル壁７４を有している。さらに、ラジアル壁７４は、外周面７３を形成する。外周面７３は、特に、径方向における外周面として理解されるべきである。さらに、スリーブ７０は、第１ウェブ７６ａ、第２ウェブ７６ｂ、第３ウェブ７６ｃ、第４ウェブ７６ｄ、第５ウェブ７６ｅおよび第６ウェブ７６ｆを有している。ウェブ７６ａ〜７６ｆは、ラジアル壁７４の外周面７３に配置されており、スリーブの通過軸に略平行なそれぞれ主要な方向とともに延伸する。ウェブ７６ａとウェブ７６ｄ、ウェブ７６ｂとウェブ７６ｅ、ウェブ７６ｃとウェブ７６ｆは、それぞれ、互いに径方向に配置されている。

スリーブ７０は、特に、縦ボルト凹部に配置され、そこでウェブ７６ａ〜７６ｆによって特に有利に配置されるという事実によって特徴づけられる。さらに、スリーブ７０は、第１端７１に向かって先細りし、第２端７２に向かって先細りするウェブ７６ａ〜７６ｆによって、特に容易に、縦ボルト凹部へ挿入される。本発明に係るスリーブ１０，１０’，２０，３０，６１，６２，７０は、その１つ、２つ以上の縦ボルト凹部１３０，１３２，３２１，３２２の配置により、ロータまたはロータブレードの有利な補強という結果をもたらす。特に、横および縦ボルト２００，２１０，４００，４００’，４１０，４１０’，４３０，４３０’の配置および固定に関するブレード接続の組立てのための時間の消費は、スリーブ１０，１０’，２０，３０，６１，６２，７０を設けることによって大幅に削減され、ロータブレードの品質がさらに改善され、特に、縦ボルト凹部内で生じるノッチ効果または接触圧が減少される。特に高負荷ブレード接続では、このような改良は有利であって、これにより、とりわけ、より長いサービス寿命、および／またはメンテナンスサイクルの低減がもたらされる。さらに、これにより、風力発電設備１００のコストを低減することができる。

１０，１０’ スリーブ
１１ 第１スリーブ端
１２ 第２スリーブ端
１３ 壁
１４，１４ ネジ
１５ キャビティ
１７ 第１ネジ領域
１８ 第２ネジ領域
２０ スリーブ
２１ 第１スリーブ端
２２ 第２スリーブ端
２３ 第１スリーブセクション
２４ 第２スリーブセクション
２５ ショルダ
２６ キャビティ
３０ スリーブ
３１ 第１スリーブ端
３２ 第２スリーブ端
３３ 第１スリーブセクション
３４ 第２スリーブセクション
３５ ショルダ
３６ Ｏリング
３７ 部分ジョイント
５０ スリーブハーフ
５１ 第１スリーブハーフ端
５２ 第２スリーブハーフ端
５３ リブ
５４ リブ
５５ リブ
５６ リブ
５７ リブ
５８ 接続エレメント
６１ 第１スリーブ
６２ 第２スリーブ
７０ スリーブ
７１ 第１端
７２ 第２端
７３ 外周面
７４ ラジアル壁
７５ キャビティ
７６ａ 第１ウェブ
７６ｂ 第２ウェブ
７６ｃ 第３ウェブ
７６ｄ 第４ウェブ
７６ｅ 第５ウェブ
７６ｆ 第６ウェブ
８０ 横ボルト
８２ 凹部
８４ 接着剤
８６ 第１横ボルト開口
８８ 第２横ボルト開口
９０ 整列プレート
１００ 風力発電設備
１０２ タワー
１０４ ナセル
１０６ ロータ
１０８ ロータブレード
１１０ スピナ
１１４ 近位ブレード端
１３０ 第１縦ボルト凹部
１３２ 第２縦ボルト凹部
１４０ 横ネジ凹部
２００ 第１縦ボルト
２０４ 雄ネジ
２１０ 第２縦ボルト
３００，３００’ ロータブレード
３１０，３１０’ ロータブレード内部
３１１ 第１縦ボルト凹部
３１２ 第２縦ボルト凹部
３１３ 横ボルト凹部
３１４ フランジ
３２０，３２０’ ロータブレード外部
３２１ 第１縦ボルト凹部
３２２ 第２縦ボルト凹部
３２３，３２３’ 横ネジ凹部
３２４ 第１膨張スリーブ凹部
３２６ 第２膨張スリーブ凹部
３２８ 横ボルト凹部
４００，４００’ 第１縦ボルト
４１０，４１０’ 第２縦ボルト
４３０，４３０’ 横ネジ
４４０ 第１横ボルト
４５０ 第１ナット
４５２ 第２ナット
４６０ 第１膨張スリーブ
４７０ 第２膨張スリーブ

Claims (15)

1. 面側によってロータハブに接続される少なくとも１つのロータブレード（１０８）を持つ風力発電設備（１００）用ロータであって、
   前記ロータブレードは、
   横ボルト開口を有する横ボルト（４３０，４３０’）が配置され、前記ロータブレード（１０８）の長軸に対して略径方向に延伸する横ボルト凹部（３２３，３２３’）と、
   前記ロータブレード（１０８）の長軸に略平行に延伸する縦ボルト凹部（３２１，３２２）と、
   前記縦ボルト凹部に配置されたスリーブ（１０，１０’，２０，３０，６１，６２，７０）と、
   を有し、
   前記縦ボルト凹部（３２１，３２２）および前記横ボルト凹部（３２３，３２３’）および／または横ボルト開口は、共通の通路を有し、縦ボルト（４００，４００’，４１０，４１０’）は、前記縦ボルト凹部および前記横ボルト開口内に配置され、
   前記縦ボルト（４００，４００’，４１０，４１０’）は、前記スリーブのキャビティ（１５，２６）を介して延伸するとともに、
   前記ロータブレードは、ロータブレード内部とロータブレード外部とを有し、前記スリーブと前記縦ボルトとは、前記ロータブレード内部と前記ロータブレード外部とを接続するために、前記ロータブレード内部と前記ロータブレード外部とにまたがって配置されており、
   前記スリーブ（１０，１０’，２０，３０，６１，６２，７０）は、第１スリーブ端（１１，２１，３１）から第２スリーブ端（１２，２２，３２）へと延伸し、第１外径を有し前記第１スリーブ端に隣接する第１スリーブセクション（２３，３３）と、第２外径を有し前記第２スリーブ端に隣接する第２スリーブセクション（２４，３４）とを備え、
   前記第１外径は、前記第２外径とは異なっている、
   ロータ（１０６）。
2. 少なくとも１つの前記ロータブレード（１０８）は、それぞれ、少なくとも１つの横ボルト開口および／または複数のスリーブ（１０，１０’，２０，３０，６１，６２，７０）を持つ複数の縦ボルト凹部（３２１，３２２）、複数の横ボルト凹部（２３２，３２３’，３２８）、複数の縦ボルト（４００，４００’，４１０，４１０’）、および複数の横ボルト（４３０，４３０’）を備えた、
   請求項１に記載のロータ（１０６）。
3. 前記スリーブ（１０，１０’，２０，３０，６１，６２，７０）は、樹脂からなり、または、樹脂を備えており、前記スリーブは、長手方向において少なくとも２つの部分内にある、
   請求項１または２に記載のロータ（１０６）。
4. 少なくとも１つの雌ネジ（１４，１４’）は、前記スリーブ（１０，１０’，３０，６１，６２）の前記キャビティ（１５，２６）内に配置される、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のロータ（１０６）。
5. 前記スリーブ（７０）は、通過軸と外周面（７３）を持つラジアル壁（７４）とを有し、少なくとも１つのウェブ（７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄ，７６ｅ，７６ｆ）は、前記外周面に配置され、前記スリーブの前記通過軸に略平行に広がるその主要な方向を持って延伸する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のロータ（１０６）。
6. 前記スリーブ（１０，１０’，２０，３０，６１，６２，７０）は、前記縦ボルト凹部（３２１，３２２）の面側対向端から面側回避端に延伸し、および／または、
   前記スリーブは、前記ロータブレード（１０８）の面側に、および／または、前記縦ボルト凹部（３２１，３２２）、および／または、前記縦ボルト凹部の面側回避端に隣接する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のロータ（１０６）。
7. 前記スリーブ（１０，１０’，２０，３０，６１，６２，７０）は、前記ロータブレード（１０８）の面側から、および／または、前記縦ボルト凹部（３２１，３２２）の面側対向端から、および／または、縦ボルト凹部の面側回避端から、間隔を有し、
   前記間隔は、前記縦ボルト凹部（３２１，３２２）の範囲、および／または、前記縦ボルト凹部および前記横ボルト開口の全体範囲の０〜２５％である、
   請求項１から６のいずれか１項に記載のロータ（１０６）。
8. 前記スリーブ（１０，１０’，２０，３０，６１，６２，７０）は、少なくとも１つのリブ（５３−５７）を有し、および／または、前記スリーブは、柔軟な軟質形態である、
   請求項１から７のいずれか１項に記載のロータ（１０６）。
9. 前記横ボルト（４３０，４３０’）の面側回避側に配置され、前記ロータブレード（１０８）の長軸に略平行に、前記縦ボルト凹部（３２１，３２２）に対して同軸上に延伸し、膨張スリーブ（４６０，４７０）が配置された膨張スリーブ凹部（３２４，３２６）を備え、および／または、
   前記第１および／または第２スリーブセクション（２３，２４，３３，３４）が前記横ボルト開口内に配置される、
   請求項１から８のいずれか１項に記載のロータ（１０６）。
10. ロータブレードが長手方向に沿ってブレード根元からブレード先端まで延伸し、前記ブレード根元は前記ロータブレードをロータハブに固定するため設計され、前記ブレード根元を備えたロータブレード内部（３１０，３１０’）を有し、前記ブレード先端を備えたロータブレード外部（３２０，３２０’）を有し、前記ロータブレード内部および前記ロータブレード外部は、接続領域において互いに接続された風力発電設備（１００）用ロータブレード（３００，３００’）であって、
    前記ロータブレード内部および／または前記ロータブレード外部は、前記接続領域において、
    前記ロータブレード（３００，３００’）の長軸に対して略径方向に延伸し、その長軸に対して径方向に横ボルト開口を有する横ボルト（４３０，４３０’）が配置される横ボルト凹部（３２３，３２３’）と、
    前記ロータブレード（３００，３００’）の長軸に対して略平行に延伸し、前記ロータブレードの面側における第１端から前記横ボルト凹部（３２３，３２３’）における第２端に延伸する縦ボルト凹部（３２１，３２２）と、
    を備え、
    前記縦ボルト凹部（３２１，３２２）および前記横ボルト凹部（３２３，３２３’）および／または横ボルト開口は、共通の通路を有し、
    スリーブ（１０，１０’，２０，３０，６１，６２，７０）は、前記縦ボルト凹部（３２１，３２２）に配置され、
    縦ボルト（４００，４００’，４１０，４１０’）は、前記スリーブのキャビティを介して延伸し、
    前記縦ボルトは、前記横ボルト開口内に、一部とともに配置されるとともに、
    前記スリーブと前記縦ボルトとは、前記ロータブレード内部と前記ロータブレード外部とを接続するために、前記ロータブレード内部と前記ロータブレード外部とにまたがって配置されており、
    前記スリーブ（１０，１０’，２０，３０，６１，６２，７０）は、第１スリーブ端（１１，２１，３１）から第２スリーブ端（１２，２２，３２）へと延伸し、第１外径を有し前記第１スリーブ端に隣接する第１スリーブセクション（２３，３３）と、第２外径を有し前記第２スリーブ端に隣接する第２スリーブセクション（２４，３４）とを備え、
    前記第１外径は、前記第２外径とは異なっている、
    ロータブレード（３００，３００’）。
11. 請求項１０に記載のロータブレード（３００，３００’）を備えた、
    請求項１から９のいずれか１項に記載のロータ（１０６）。
12. 請求項１から９，１１のいずれか１項に記載のロータ、および／または、請求項１０に記載のロータブレード（３００，３００’）の縦ボルト凹部（３２１，３２２）および／または横ボルト凹部（３２３，３２３’）内に、縦ボルト（４００，４００’，４１０，４１０’）および／または横ボルト（４３０，４３０’）のアライメント用のスリーブ（１０，１０’，２０，３０，６１，６２，７０）。
13. 請求項１から９のいずれか１項または請求項１１に記載の少なくとも１つのロータ（１０６）、および／または請求項１０に記載の少なくとも１つのロータブレード（３００，３００’）を備えた、
    風力発電設備（１００）。
14. 請求項１から９のいずれか１項および／または請求項１１に記載のロータ（１０６）、および／または請求項１０に記載のロータブレード（３００，３００’）の組立て方法であって、
    前記横ボルト凹部（３２３，３２３’）内に、前記横ボルト（４３０，４３０’）を配置するステップ、および／または、
    前記縦ボルト凹部（３２１，３２２）内に、前記スリーブ（１０，１０’，２０，３０，６１，６２，７０）および／または前記縦ボルト（４００，４００’，４１０，４１０’）を配置するステップを備え、
    前記縦ボルトは、前記スリーブのキャビティ（１５，２６）内に配置され、
    前記縦ボルトの一部は、前記横ボルト凹部（３２３，３２３’）内に配置される、
    組立て方法。
15. 前記スリーブによって前記横ボルト開口内に前記縦ボルトを位置決めおよび／または固定するステップ、および／または、
    前記横ボルト開口内に前記縦ボルト（４００，４００’，４１０，４１０’）を固定するステップ、を備え、
    前記固定は、ボルト接続によって実現され、および／または、
    前記横ボルト凹部の面側回避側に配置された膨張スリーブ凹部（３２４，３２６）内に、膨張スリーブ（４６０，４７０）を配置するステップ、および／または、
    前記横ボルト開口を介して縦ボルトを導くステップ、および／または、前記膨張スリーブへ前記縦ボルトを接続するステップ、
    を備えている、
    請求項１４に記載の組立て方法。

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