(57)【要約】【課題】作業員の安全性に関するリスクが最小限に抑えられた、ロータハブとロータハブライニングとのアッセンブリを提供する。【解決手段】ロータブレードを取り付けるための２つの結合箇所８の間において、ロータハブライニング６とロータハブ７との間の間隔が、ロータハブライニング６とロータハブ７との間に中空室が形成されるように設定されており、ロータブレードとロータハブ７との間の結合箇所８に対する保守作業が、作業員９によって前記中空室から実施可能となるようにするために、該中空室が、十分に大きく形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力設備（１）のロータハブであって、
該ロータハブ（３）が、それぞれ１つのロータブレード（２）を取り付けるための少なくとも２つの結合箇所（８）を含んでおり、
ロータハブ（７）が、ライニング（６）によって取り囲まれており、
該ライニング（６）が、それぞれ１つのロータブレード（２）に対する少なくとも２つの孔（１４）を有している、風力設備のロータハブにおいて、
ロータブレード（２）を取り付けるための２つの結合箇所（８）の間において、ロータハブライニング（６）とロータハブ（７）との間の間隔が、ロータハブライニング（６）とロータハブ（７）との間に中空室が形成されるように設定されており、ロータブレード（２）とロータハブ（７）との間の結合箇所（８）に対する保守作業が、作業員（９）によって前記中空室から実施可能となるようにするために、該中空室が、十分に大きく形成されていることを特徴とする、風力設備のロータハブ。
【請求項２】
ロータブレード（２）が、ロータハブ（７）に取付け手段によって取り付けられており、該取付け手段に対して、ロータハブ（７）とロータハブライニング（６）との間の前記中空室から保守作業が実施可能である、請求項１記載のロータハブ。
【請求項３】
ロータブレード（２）が、ロータハブ（７）にベアリングを介して結合されており、該ベアリングに対して、ロータハブ（７）とロータハブライニング（６）との間の前記中空室から保守作業が実施可能である、請求項１記載のロータハブ。
【請求項４】
作業員が、ロータハブライニング（６）とロータハブ（７）との間の前記中空室に対してロータハブ（７）の端部（１１）から出入り可能であり、該端部（１１）が、風力設備（１）のナセル（４）に取り付けるために設けられた端部（１０）と反対の側に位置している、請求項１から３までのいずれか１項記載のロータハブ。
【請求項５】
ロータハブライニング（６）とロータハブ（７）との間の間隔が、ロータブレード（１２）を取り付けるための結合箇所（８）に向かって間隔が減少すると共に、より小さくなっている、請求項１から４までのいずれか１項記載のロータハブ。
【請求項６】
ロータハブ（７）が、回転軸線（１６）を有しており、ロータハブライニング（６）が、ロータハブ（７）の、風力設備（１）のナセル（４）に取り付けるために設けられた端部（１０）と反対の側に位置する端部（１１）に、回転軸線（１６）を中心とした円形の横断面を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載のロータハブ。
【請求項７】
ロータハブライニング（６）の横断面が、ロータハブライニング（６）の軸方向の両端部（１０，１１）において円形である、請求項１から６までのいずれか１項記載のロータハブ。
【請求項８】
ロータハブ（７）の軸方向の両端部（１０，１１）におけるロータハブライニング（６）の形状と、ロータブレード（２）を取り付けるための結合箇所（８）同士の間のロータハブ（７）の表面の形状との間に、連続的な移行部が形成されている、請求項６または７記載のロータハブ。
【請求項９】
ロータハブ（７）が、ロータブレード（２）を取り付けるための３つの結合箇所（８）を含んでいる、請求項１から８までのいずれか１項記載のロータハブ。
【請求項１０】
ロータハブライニング（６）が、３つのロータブレード（２）に対する孔（１４）を有している、請求項９記載のロータハブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力設備のロータハブであって、該ロータハブが、少なくとも２つのロータブレードを取り付けるための少なくとも２つの結合箇所を含んでおり、ロータハブが、ライニングによって取り囲まれており、該ライニングが、少なくとも２つのロータブレードに対する少なくとも２つの孔を有している、風力設備のロータハブに関する。
【背景技術】
【０００２】
風力設備は、少なくとも２つのロータブレードを含んでいる。これらのロータブレードは、ロータハブに取り付けられている。このロータハブは、風力設備のナセルに回転可能に取り付けられている。この風力設備のナセルは、タワーに回動可能に配置されている。
【０００３】
ロータブレードは、ロータハブにベアリングを介して結合されており、これによって、ロータブレードがその長手方向軸線を中心として回動可能となる。ロータハブは、ロータブレードに対する少なくとも２つの切欠きを有している。
【０００４】
風力設備のロータハブは、大抵、鋳造部材として製造されている。ロータハブは、風力設備のナセルに取り付けるための結合箇所を有している。
【０００５】
ロータハブはライニングを備えている。このライニングは、ロータハブと、このロータハブに取り付けられた種々異なるユニットとを天候の影響に対して防護するために働く。付加的には、ロータハブライニングが、視覚的な目的のために役立ち、ロータハブと、場合により存在するユニットとを覆い隠している。
【０００６】
風力設備の保守の範囲内では、ロータブレードの取付けおよび支承の作業も実施される。この作業は、点検、ボルトの締直しまたはシール部材の交換であってよい。
【０００７】
このような作業は、部分的にロータハブの外部で実施される。このためには、作業員が風力設備のナセルから出て、保守作業を、取り付けられたロータハブの外部で実施することが必要となる。この種の作業は、作業員の安全性に関して高いリスクをはらんでいる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の課題は、作業員の安全性に関するリスクが最小限に抑えられた、ロータハブとロータハブライニングとのアッセンブリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題を解決するために、本発明に係るロータハブでは、ロータブレードを取り付けるための２つの結合箇所の間において、ロータハブライニングとロータハブとの間の間隔が、ロータハブライニングとロータハブとの間に中空室が形成されるように設定されており、ロータブレードとロータハブとの間の結合箇所に対する保守作業が、作業員によって前記中空室から実施可能となるようにするために、該中空室が、十分に大きく形成されている。
【００１０】
本発明に係るロータハブの好ましい態様では、ロータブレードが、ロータハブに取付け手段によって取り付けられており、該取付け手段に対して、ロータハブとロータハブライニングとの間の前記中空室から保守作業が実施可能である。
【００１１】
本発明に係るロータハブの好ましい態様では、ロータブレードが、ロータハブにベアリングを介して結合されており、該ベアリングに対して、ロータハブとロータハブライニングとの間の前記中空室から保守作業が実施可能である。
【００１２】
本発明に係るロータハブの好ましい態様では、作業員が、ロータハブライニングとロータハブとの間の前記中空室に対してロータハブの端部から出入り可能であり、該端部が、風力設備のナセルに取り付けるために設けられた端部と反対の側に位置している。
【００１３】
本発明に係るロータハブの好ましい態様では、ロータハブライニングとロータハブとの間の間隔が、ロータブレードを取り付けるための結合箇所に向かって間隔が減少することにより、より少なくなっている。
【００１４】
本発明に係るロータハブの好ましい態様では、ロータハブが、回転軸線を有しており、ロータハブライニングが、ロータハブの、風力設備のナセルに取り付けるために設けられた端部と反対の側に位置する端部に、回転軸線を中心とした円形の横断面を有している。
【００１５】
本発明に係るロータハブの好ましい態様では、ロータハブライニングの軸方向の両端部におけるロータハブライニングの横断面が円形である。
【００１６】
本発明に係るロータハブの好ましい態様では、ロータハブの軸方向の両端部におけるロータハブライニングの形状と、ロータブレードを取り付けるための結合箇所同士の間のロータハブの表面の形状との間に、連続的な移行部が形成されている。
【００１７】
本発明に係るロータハブの好ましい態様では、ロータハブが、ロータブレードを取り付けるための３つの結合箇所を含んでいる。
【００１８】
本発明に係るロータハブの好ましい態様では、ロータハブライニングが、３つのロータブレードに対する孔を有している。
【発明の効果】
【００１９】
風力設備のロータハブは、それぞれ１つのロータブレードを取り付けるための少なくとも２つの結合箇所を含んでいる。ロータハブは、ライニングによって取り囲まれている。このライニングは、それぞれ１つのロータブレードに対する少なくとも２つの孔を有している。ロータブレードを取り付けるための２つの結合箇所の間において、ロータハブライニングとロータハブとの間の間隔は、ロータハブライニングとロータハブとの間に中空室が形成されるように設定されており、ロータブレードとロータハブとの間の結合箇所に対する保守作業が、作業員によって中空室から実施可能となるようにするために、中空室は、十分に大きく形成されている。
【００２０】
風力設備は、少なくとも２つのロータブレードを有している。これらのロータブレードは、ロータハブに取り付けられている。このために、ロータハブには、ロータブレードを取り付けるための結合箇所が設けられている。ロータハブは、ロータハブライニングによって取り囲まれている。このロータハブライニングは、少なくとも２つの孔を有している。これらの孔を通して、ロータブレードがロータハブに組み付けられている。
【００２１】
ロータブレードとロータハブとを結合するために、取付けが取付け手段によって行われている。ロータブレードはベアリングを介してハブに結合されている。
【００２２】
取付け手段に対しても、ベアリングに対しても、保守作業は実施されなければならない。このためには、この保守作業が、ロータブレードとロータハブとの間の結合箇所に対して直接的に実施可能でなければならない。
【００２３】
ロータブレードを取り付けるための２つの結合箇所の間において、ロータハブライニングとロータハブとの間の間隔が、ロータハブとロータハブライニングとの間に中空室が形成されるように設定されている。この中空室は、ロータブレードとロータハブとの間の結合箇所に対する保守作業が、作業員によって中空室から実施可能となるように、十分に大きく形成されている。
【００２４】
これによって、保守作業をロータハブライニングとロータハブとの間の中空室から実施することができる。したがって、保守作業を実施する作業員が、ロータハブライニングの内部から保守作業を実施することができる。
【００２５】
これによって、もはや、作業員がロータハブライニングから出て、ロータハブの外部から、このロータハブに対するロータブレードの結合箇所の保守作業を実施しなければならないことが不要となる。したがって、保守作業が、天候に起因した影響に左右されなくなっている。さらに、保守作業を実施する作業員の安全性に関するリスクが大幅に減少させられる。
【００２６】
ロータブレードは、ロータハブに取付け手段によって取り付けられている。この取付け手段に対して、ロータハブとロータハブライニングとの間の中空室から保守作業が実施可能である。
【００２７】
これによって、取付け手段に対する保守作業をロータハブとロータハブライニングとの間の中空室から実施することができる。したがって、保守作業を実施する作業員がロータハブから出て、ロータハブライニングの外部から保守作業を実施することが不要となる。
【００２８】
ロータブレードをロータハブに取り付けるための取付け手段として、ボルトが設けられていてよい。このボルトは、規則的な保守作業の範囲内で検査されなければならないかまたは締め直されなければならない。
【００２９】
ロータブレードは、ロータハブにベアリングを介して結合されている。このベアリングに対して、ロータハブとロータハブライニングとの間の中空室から保守作業が実施可能である。
【００３０】
これによって、ベアリングに対して実施されなければならない保守作業をロータハブとロータハブライニングとの間の中空室から実施することができる。
【００３１】
ロータブレードを支承するためのベアリングとして、玉軸受けまたは転がり軸受けを使用することができる。このベアリングに対する保守作業は、ベアリングの検査、ベアリングのシール部材の検査、流出したグリースからのベアリングのクリーニング、蓄え容器へのグリースの充填ならびに蓄え容器からのグリースの排出であってよい。
【００３２】
保守作業を実施するためには、もはや、作業員が風力設備から出て、ロータハブライニングの外部から保守作業を実施することが不要となる。これによって、保守作業が、天候に起因した影響に左右されず、保守作業を実施する作業員の安全性に関するリスクが大幅に減少させられている。
【００３３】
作業員は、ロータハブライニングとロータハブとの間の中空室に対してロータハブの端部から出入り可能である。この端部は、風力設備のナセルに取り付けるために設けられた端部と反対の側に位置している。
【００３４】
風力設備のロータハブは、風力設備のナセルに取り付けるために設けられた端部を有している。ロータハブの、この取付け端部と反対側の端部では、ロータハブの鋳造部材に設けられた開口によって、ロータハブとロータハブライニングとの間の中間室に対する出入りが可能となる。当該端部から、作業員は、ロータハブライニングとロータハブとの間の中空室に達することが可能となる。この中空室から、ロータブレードの取付け手段およびベアリングに対する保守作業を実施することができる。
【００３５】
ロータハブの、このロータハブを風力設備のナセルに取り付けるために設けられた端部と反対の側に位置する端部に設けられた出入り口によって、ロータハブライニングとロータハブとの間の中空室に対する出入りが、回転軸線を中心とした１回転後の室内のロータハブの位置に左右されなくなっている。
【００３６】
ロータハブの当該端部におけるロータハブに設けられた開口はその位置をロータハブの回転時に変化させない。これによって、作業員が、ロータハブライニングとロータハブとの間の中空室にロータハブの内部から近づくことができる。なお、その際には、作業員がロータハブライニングから出る必要はない。この中空室に対する出入りは、常に同じ位置で可能となる。
【００３７】
ロータハブライニングとロータハブとの間の間隔は、ロータブレードを取り付けるための結合箇所に向かって間隔が減少することにより、より少なくなっている。これによって、ロータハブライニングとロータハブとの間に十分に大きな中空室が形成されるので、作業員が保守作業を実施することができる。同時に、ロータハブライニングは、ロータブレードを取り付けるために設けられた切欠きの縁部に向かってロータハブに近づけられている。
【００３８】
これによって、ロータハブが、よりスリムな外観を獲得する。保守作業のための室は、ロータハブライニングの空気力学的な特性が風力設備のエネルギ生産にマイナスの影響を与えずに最適化される。この形状によって、ロータブレードを収容するために設けられた孔の間に隆起部が形成される。
【００３９】
ロータハブは回転軸線を有している。ロータハブライニングは、ロータハブの、風力設備のナセルに取り付けるために設けられた端部と反対の側に位置する端部に、回転軸線を中心とした円形の横断面を有している。
【００４０】
風力設備のロータハブは回転軸線を有している。この回転軸線は、風力設備の運転におけるロータハブののちの回転軸線に合致している。風力設備のロータハブは、風力設備のナセルに取り付けるために設けられた端部を有している。
【００４１】
ロータハブの、取付け端部と反対の側に位置する端部では、ロータハブライニングが、回転軸線を中心とした円形の横断面を有している。これによって、ロータハブを回転対称的なカバーによって閉鎖することができる。
【００４２】
ロータハブライニングの横断面は、ロータハブライニングの軸方向の両端部において円形である。ロータハブは、風力設備のナセルにのちに組み付けるために設けられた端部と、この端部と反対の側に位置する端部とを有している。
【００４３】
ロータハブライニングは、両端部に、回転軸線を中心とした円形の横断面を有している。これによって、両端部に，回転対称的なシール部材を設けることができるかまたはカバーもしくはナセルへの回転対称的な移行部を設けることができる。
【００４４】
さらに、これによって、ロータハブライニングが、回転中に空気力学的により中立な形状を獲得する。
【００４５】
ロータハブの軸方向の両端部におけるロータハブライニングの形状と、ロータブレードを取り付けるための結合箇所同士の間のロータハブの表面の形状との間には、連続的な移行部が形成されている。これによって、ロータハブライニングの、保守作業のための中空室の上方の隆起部が、ロータハブライニングの両端部における円形の横断面に連続的に移行している。したがって、ロータハブライニングの形状が空気力学的に最適化され、風力設備のエネルギ生産に与えられるロータハブライニングの影響が最小限に抑えられる。
【００４６】
ロータハブは、それぞれ１つのロータブレードを取り付けるための３つの結合箇所を含んでいる。
【００４７】
これによって、３つのロータブレードを備えた風力設備の構造形態を達成することができる。この風力設備の構造形態は、風の最適な利用と、風力設備の運転中のタワーに設けられたナセルの回動の際の均等な力消費とを保証している。
【００４８】
ロータハブライニングは、３つのロータブレードに対する孔を有している。これによって、３つのロータブレードを取り付けるための１つのロータハブに対するロータハブライニングが設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】風力設備を示す図である。
【図２】風力設備のロータハブを示す図である。
【図３】ロータハブの別の図である。
【図４】ロータハブライニングの側面図である。
【図５】ロータハブライニングの斜視図である。
【図６】風力エネルギ設備の第２の図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下に、本発明を実施するための形態を図面につき詳しく説明する。図面には、好適な実施の形態が示してある。しかし、本発明は、この好適な実施の形態に限定されるものではない。
【００５１】
図１には、風力設備が示してある。
【００５２】
図１には、風力設備１が示してある。この風力設備１は、タワー５に回動可能に配置されたナセル４を含んでいる。このナセル４には、ロータハブ３が回転可能に取り付けられている。このロータハブ３には、少なくとも２つのロータブレード２が取り付けられている。風力エネルギ設備１の運転中には、風がロータブレード２に作用し、このロータブレード２がロータハブ３を回転させる。ロータブレード２は、その長手方向軸線を中心として回動可能であるようにロータハブ３に取り付けられている。
【００５３】
図２には、風力設備のロータハブが示してある。
【００５４】
図２には、風力設備１のロータハブ３が示してある。このロータハブ３は鋳造部材７から成っている。この鋳造部材７は、ロータブレード２を取り付けるために設けられた１つのフランジ８を有している。ロータハブ３の鋳造部材７は、ロータハブライニング６によって取り囲まれている。
【００５５】
ロータハブ７は、ロータブレード２を取り付けるための少なくとも２つのフランジ８を有している。２つのフランジ８とロータハブ７との間では、ロータブレード２とロータハブ７との結合箇所における保守作業が、作業員９によって、ロータハブ７とロータハブライニング６との間の中空室から実施可能であるように、ロータハブ７とロータハブライニング６との間に間隔が形成されている。
【００５６】
このためには、ロータハブライニング６が、保守作業のための中空室の上方に設けられた隆起部１５を有している。作業員９は、ロータハブ７とロータハブライニング６との間に設けられた保守作業のための中空室に対してロータハブ７の端部１１から出入り可能である。
【００５７】
ロータハブ７とロータハブライニング６との間に間隔を置いて設けられた保守作業のための中空室に対する出入り口は、ロータハブ７にマンホール１２によって製作されてもよい。
【００５８】
ロータハブ７は端部１０を有している。この端部１０でロータハブ７は風力設備１のナセル４に取り付けられている。ロータハブ７の端部１０は、ロータハブ７の端部１１と反対の側に位置している。
【００５９】
図３には、ロータハブの別の図が示してある。
【００６０】
図３には、ロータハブ３の端部１１に向かって見たロータハブ３の別の図が示してある。ロータハブ３はロータハブライニング６を有している。このロータハブライニング６は、ロータブレード２を収容するための３つの孔１４を示している。
【００６１】
ロータハブライニング６は、ロータハブ３の端部１１にわたる円形のカバー１３を有している。ロータブレード２を収容するための孔１４の間の領域には、ロータハブライニング６が、保守作業のための中空室の上方に位置する隆起部１５を示している。
【００６２】
図４には、ロータハブライニングの側面図が示してある。
【００６３】
図４には、ロータハブライニング６の側面図が示してある。ロータハブ７とロータハブライニング６とは、風力設備１の運転におけるロータハブ７の回転軸線に相当する回転軸線１６を有している。
【００６４】
ロータハブライニング６は、ロータハブ７の端部１１の前方のカバー１３を有している。ロータハブライニング６は、ロータブレードを収容するための孔１４を有している。ロータハブライニング６とロータハブ７との間に設けられた保守作業のための中空室の上方には、ロータハブライニング６が隆起部１５を形成している。
【００６５】
図５には、ロータハブライニングの斜視図が示してある。
【００６６】
図５には、ロータハブライニング６の斜視図が示してある。このロータハブライニング６は、ロータハブ７の端部１１の上方に位置するカバー１３を有している。さらに、ロータハブライニング６は、ロータブレード２を収容するために働く孔１４を有している。
【００６７】
隆起部１５は、ロータハブ７とロータハブライニング６との間に設けられた保守作業のための中空室の上方に位置している。ロータハブライニング６は、ロータハブ７に設けられた両端部１０，１１の側に、回転軸線１６を中心とした円形の横断面を有している。
【００６８】
図６には、風力エネルギ設備の第２の図が示してある。
【００６９】
図６には、風力エネルギ設備１の第２の図が示してある。図６では、視線がロータハブ７の端部１１もしくはカバー１３に向けられている。ロータハブ３はロータハブライニング６を示している。ロータハブ３は風力設備１のナセル４に取り付けられている。このナセル４はタワー５に配置されている。３つのロータブレード２はロータハブ７に取り付けられている。
【００７０】
図面には、本発明の概略的な形状が示してある。図面における類似のまたは同一のエレメントには、同じ符号が付してある。
【００７１】
本発明を詳細にかつ好適な実施の形態を参照しながら説明したとしても、本発明は、図示の形態に限定されるものではない。特許請求の範囲の開示内容の範囲を越えることなしに、当業者によって、数多くの付加的な変更および類似の構成を行うことができる。
【００７２】
さらに、付言しておくと、本願の範囲内の「１つ」とは、複数を排除するものではなく、多数のうちの１つを表すことができる。さらに、「含んでいる」の使用は、記載していない別のエレメント、成分またはステップが装置または方法に含まれていてよいことを排除するものではない。
【００７３】
それぞれ異なる実施の形態に相俟って説明したエレメントも組み合わされてよい。特許請求の範囲における符号は、本発明の図解のために役立ち、特許請求の範囲の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００７４】
１  風力設備
２  ロータブレード
３  ロータハブ
４  ナセル
５  タワー
６  ロータハブライニング
７  ロータハブ（鋳造部材）
８  フランジ
９  作業員
１０  端部
１１  端部
１２  マンホール
１３  カバー
１４  孔
１５  隆起部
１６  回転軸線
【図１】
2015021502.tif 000003
【図２】
2015021502.tif 000004
【図３】
2015021502.tif 000005
【図４】
2015021502.tif 000006
【図５】
2015021502.tif 000007
【図６】
2015021502.tif 000008