(57)【要約】【課題】風力発電装置などに備えられる風車のブレードが外れないようにボルトで強固に固定する。【解決手段】主軸３の先端に固定したハブ９に、回転自在に連結した複数のシャンク１０を介してブレード８をボルト２２により固定する風車２を備えた風力発電装置１において、前記ボルト２２の長手方向一側にブレード８に埋め込むための埋込部２２ａを備え、該ボルト２２の他側にネジ部２２ｂを形成し、該ボルト２２の長手方向中途部に鍔部２２ｃを設け、該鍔部２２ｃを埋込部２２ａとともにブレード８に埋め込む構成とした。【選択図】図３
2007132295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸の先端に固定したハブに、回転自在に連結した複数のシャンクを介してブレードをボルトにより固定する風車を備えた風力発電装置において、前記ボルトの長手方向一側にブレードに埋め込むための埋込部を備え、該ボルトの他側にネジ部を形成し、該ボルトの長手方向中途部に鍔部を設け、該鍔部を埋込部とともにブレードに埋め込む構成としたことを特徴とする風力発電装置。
【請求項２】
前記ボルトのブレード側先端を、ブレードの内周面の形状に合わせた面取形状としたことを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力エネルギーを電気エネルギーに変換する風力発電装置に関し、特に風車の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、風車と、該風車と主軸などで連結された発電機と、該発電機などを収容するナセルと、該ナセルを旋回可能に支持するタワーなどを備え、該タワーで風車やナセルを所定の高さに保持して、風車で風力エネルギーを回転動力に変換し、該回転動力を主軸を介して発電機に伝達して、該発電機で回転動力を電気エネルギーに変換するように構成された風力発電装置は公知となっている。このような風力発電装置に用いられる風車では、主軸の先端のハブに複数のブレードがシャンクなどの連結部材を介して取り付けられており、ブレードはボルトによりシャンクに固定され、シャンクはハブに対して回転可能に連結されていた（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−０３１０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来のような構成では、ブレードにボルトを埋め込み、該ブレードとシャンクを連結してナットで固定する構成であったので、ナットを強く締め付けるとボルトに引き抜き力がかかり、さらに風車の回転時にブレードとシャンクとを固定するボルトに引出力が大きくかかり、ボルトが抜け出しやすくなっていた。そのため、ブレードがシャンクから外れる恐れがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
即ち、請求項１においては、主軸の先端に固定したハブに、回転自在に連結した複数のシャンクを介してブレードをボルトにより固定する風車を備えた風力発電装置において、前記ボルトの長手方向一側にブレードに埋め込むための埋込部を備え、該ボルトの他側にネジ部を形成し、該ボルトの長手方向中途部に鍔部を設け、該鍔部を埋込部とともにブレードに埋め込む構成としたものである。
【０００６】
請求項２においては、前記ボルトのブレード側先端を、ブレードの内周面の形状に合わせた面取形状としたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【０００８】
請求項１においては、前記ボルトの埋込部に引抜力がかからなくなり、ボルトのブレードからの抜出を防止することができる。したがって、ブレードをシャンクに強固に固定することができる。
【０００９】
請求項２においては、前記ボルトの埋込部の長さをできるだけ長くして、該ボルトの埋込部の抜出力を小さくすることができ、また面取形状部により回転の防止を図ることもできる。これにより、ボルトのブレードからの抜出を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１は本発明の一実施例に係る風力発電装置の正面図、図２はナセル内部の構造を示す側面断面図、図３はブレードの固定部の構造を示す断面図である。
【００１２】
図１、図２に示すように、風力発電装置１は、風車２と、該風車２と主軸３で直結された発電機と、該発電機などを収容するナセル５と、該ナセル５を旋回可能に支持するタワー６などを備え、該タワー６で風車２やナセル５を所定の高さに保持して、風車２で風力エネルギーを回転動力に変換し、該回転動力を主軸３を介して発電機に伝達して、該発電機で回転動力を電気エネルギーに変換するように構成されている。
【００１３】
前記風車２はナセル５の前方に配置され、複数のブレード８・８・８をハブ９にシャンク（取付部材）１０を介して所定間隔（角度）ごとに連結して構成されている。そして、該ハブ９がナセル５から延出される主軸３の一端（前端）に固定されて、ブレード８・８・８からなる風車２が主軸３を回転中心として回転可能とされている。一方、ナセル５内に配置される主軸３の他端（後端）には発電機が連結されている。
【００１４】
前記風車２の各ブレード８を連結するハブ９は、ノーズコーン１２で覆われている。ノーズコーン１２は中空の略円錐状に形成され、その基端がナセル５の前端に重複するようにナセル５の前方に配置されている。そして、該ノーズコーン１２の前後方向中途部内周面に複数のステー１３がハブ９前端面に向かって突出するように設けられ、該ステー１３の突出端がハブ９の前端に固設された環状プレート１４に固定されている。
【００１５】
さらに、前記ハブ９の後端には環状のブレーキディスク１５が固設され、該ブレーキディスク１５に複数のステー１６がノーズコーン１２の基部内周面に向かって突出するように設けられ、該ステー１６の突出端がノーズコーン１２の基部内周面に固定されている。こうして、ノーズコーン１２がハブ９の前端及び後端に強固に固定され、主軸３の回転に伴ってハブ９と一体回転されて、風車２とともにナセル５に対し相対回転可能とされている。
【００１６】
また、前記ハブ９は中空状に形成され、後端に有する開口部で同様に中空状に形成された主軸３と連通されている。ハブ９の外周には所定間隔ごとに開口部９ａが設けられ、各開口部９ａにシャンク１０の一端が挿入されて、該シャンク１０がハブ９に軸受を介して回転自在に支持されている。該シャンク１０の回転軸心は主軸３の軸心に対して直角方向に配置される。そして、該シャンク１０の他端に風車２のブレード８の基端が固定されて、ブレード８がハブ９にシャンク１０を介して回動可能に連結されている。
【００１７】
前記ブレード８とシャンク１０との固定部では、ボルト２２及びナット２３・２３が用いられて、ブレード８とシャンク１０とが固定されている。図３に示すように、前記ボルト２２はその長手方向一側に埋込部２２ａを備え、長手方向他側にネジ部２２ｂを備えて構成されている。そして、埋込部２２ａがブレード８の基端部に設けられた埋込穴８ａに埋め込まれ、この状態でネジ部２２ｂがシャンク１０に設けられた固定孔を挿通した後、ナット２３・２３に螺合されて、ブレード８がシャンク１０に固定されるようになっている。
【００１８】
そしてさらに、前記ボルト２２の長手方向中途部となる埋込部２２ａとネジ部２２ｂとの間には鍔部２２ｃが設けられ、該鍔部２２ｃはブレード８の埋込穴８ａの開口端部に穿設した座繰部８ｃに収納可能とされ、鍔部２２ｃの端面とブレード８の基端面８ｂが一致するように構成されている。こうして、該ボルト２２によるブレード８の固定作業時に埋込部２２ａがブレード８の埋込穴８ａに埋め込まれた場合に、該鍔部２２ｃの端面はブレード８の基端面８ｂと一致していることから、ナット２３・２３を締め付けると、鍔部２２ｃと座金（ナット２３・２３）の間でシャンク１０が締め付けられて、ボルト２２の埋込部２２ａに引抜力がかからない構成とされている。
【００１９】
ここで、前記ブレード８は基端部のみボルト２２の埋込部２２ａを埋込可能とするべく若干厚みをもって中空状に形成されていることから、埋込部２２ａの長さはブレード８の内周面の形状により一定の長さに制限される。そのため、本実施例では前記制限を回避するようにボルト２２の埋込部２２ａ先端がブレード８の内周面の形状に合わせて、断面視で先細状の曲面に面取りされ、これが面取形状部２２ｄとされてブレード８先端側へ延出可能とされて、ボルト２２の埋込部２２ａの長さができるだけ長くとられている。こうして、ボルト２２の埋込部２２ａとブレード８の埋込穴８ａの接触面積の拡大が図られるとともに、ボルト２２自体をブレード８に対し回転不能として、抜出力の低減が図られている。
【００２０】
以上のように、主軸３の先端に固定したハブ９に、回転自在に連結した複数のシャンク１０を介してブレード８をボルト２２により固定する風車２を備えた風力発電装置１において、前記ボルト２２の長手方向一側にブレード８に埋め込むための埋込部２２ａを備え、該ボルト２２の他側にネジ部２２ｂを形成し、該ボルト２２の長手方向中途部に鍔部２２ｃを設け、該鍔部２２ｃを埋込部２２ａとともにブレード８に埋め込む構成としたので、ボルト２２の埋込部２２ａに引抜力がかからなくなり、ボルト２２のブレード８からの抜出を防止することができる。したがって、ブレード８をシャンク１０に強固に固定することができる。
【００２１】
前記ボルト２２のブレード８側先端を、ブレード８の内周面の形状に合わせた面取形状としたので、ボルト２２の埋込部２２ａの長さをできるだけ長くして、該ボルト２２の埋込部２２ａの抜出力を小さくすることができ、また面取形状部２２ｄにより回転の防止を図ることもできる。これにより、ボルト２２のブレード８からの抜出を防止することができる。また、埋込部２２ａに溝などを加え、抜出の防止を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例に係る風力発電装置の正面図。
【図２】ナセル内部の構造を示す側面断面図。
【図３】ブレードの固定部の構造を示す断面図。
【符号の説明】
【００２３】
２    風車
８    ブレード
９    ハブ
１０    シャンク
２２    ボルト
２２ａ  埋込部
２２ｃ  鍔部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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