JPH0121184Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、風車のごとき回転機械に関し、特に
その羽根の根本における継手の構造に関する。

第１，２図は回転機械としての風車の一例を示
すもので、羽根１は前方へ傾斜し、羽根１の根本
の継手端部におけるフランジ２が、ナセル６内の
軸受で支承された回転軸５の羽根取付部４の継手
端部におけるフランジ３に結合されている。

このような羽根１の根本の継手端部と回転軸５
の羽根取付部４における継手端部との結合手段と
して、従来は、第３図に示すごとく、両継手端部
におけるフランジ２，３をボルト７で剛固に締付
け固着することが行なわれていた。

ところで、羽根１の遠心力によつて、羽根１に
は軸方向分力と軸直角方向分力とが生じる。

そして、軸方向分力は、羽根１に軸力として作
用するが、軸直角方向分力は曲げ荷重として作用
する。また風による荷重も、羽根１には曲げ荷重
として作用する。

これらの曲げ荷重のため、羽根１の付根には、
大きな曲げモーメントが加わる。

第４図は、回転数100rpm、風速８ｍ／ｓで風
車を駆動したときの羽根１の曲げモーメント分布
を示すグラフであり、羽根１の付根の曲げモーメ
ントが非常に大きくなつている。

したがつて、羽根の付根に大きな曲げ応力が発
生し、羽根１が破損する恐れがある。

本考案は、このような問題点の解決をはかろう
とするもので、回転機械における回転軸への羽根
の取付部において、遠心力の軸方向分力および迎
角変更のためのトルクの伝達機能を損なうことな
く、曲げ荷重による曲げモーメントの発生を軽減
し、かつ静止時に羽根が垂れ下がることのないよ
うにした回転機械の羽根継手構造を提供すること
を目的とする。

このため、本考案の回転機械の羽根継手は、羽
根の根本における継手端部に連結されて同羽根の
長手方向に延在する連結軸と、回転軸側の継手端
部に連結されて上記連結軸と同方向に延在し互い
に対向する両側壁部にそれぞれガイド溝を形成さ
れた外筒と、同外筒の筒軸方向に対し直角を成す
一対のピンと同ピンを保持して上記ガイド溝に沿
い上記筒軸方向に摺動しうる摺動板とを介して同
外筒に枢着された内筒とをそなえ、上記両継手端
部を相対的に傾動自在に連結すべく、上記連結軸
が上記内筒に上記一対のピンと90度の位相差を有
する連結ピンで連結されるとともに、上記内筒の
上記回転軸側の先端縁が上記外筒の上記回転軸側
の端部に螺合する締結調整ボルトにベローズで連
結されて、静止時に上記羽根の自重による曲げモ
ーメントを支持すべく、上記ベローズの弾性力に
より引付けられた上記羽根の根本における継手端
部に、上記外筒の先端縁で支持される被支持面が
形成されていることを特徴としている。

以下、図面により本考案の一実施例としての回
転機械の羽根継手を説明すると、第５図はその要
部を示す縦断面図、第６図は第５図の−断面
図、第７図は第５図の−断面図、第８図は実
施例の作用を示す縦断面図である。

第５〜７図に示すように、回転機械としての風
車において、羽根１の根本の継手端部におけるフ
ランジ２に、羽根１の長手方向に延在する連結軸
１０がボルト７で取付けられ、回転軸５側の継手
端部における羽根取付部４のフランジ３に、羽根
１の長手方向に延在する外筒１５がボルト７で取
付けられている。

また、外筒１５の互いに対向する両側壁部に
は、それぞれガイド溝９が形成されている。

さらに、外筒１５には、その筒軸方向に対し直
角を成す一対のピン１１と、ピン１１を保持して
ガイド溝９に沿い外筒１５の筒軸方向に摺動しう
る摺動板１４とを介し、内筒１２が枢着されてい
る。

そして、羽根１の根本の継手端部と回転軸５側
の羽根取付部４における継手端部との相対的傾動
を自在に許容しうるように、連結軸１０が内筒１
２にピン１１と90度の位相差を有するピン１３で
連結される一方、内筒１２の回転軸５側の先端縁
が外筒１５の回転軸５側の端部に螺合する調整ボ
ルト１７にベローズ１６で連結されている。

締結調整ボルト１７をナツト１８で締込みベロ
ーズ１６に適度な弾性力を生じさせることによつ
て、連結軸１０のフランジ面１０ａと外筒１５の
羽根１側の端面との間に、羽根１の静止時にその
自重による曲げモーメントを支持しうるだけの引
付け力が与えられる。

すなわち、羽根１の静止時には、その根本にお
ける継手端部に形成された被支持面としてのフラ
ンジ面１０ａが、外筒１５の先端縁に引付けられ
るように支持されるので、羽根１の根本部分での
屈曲が防止されるのである。

上述の構成により、羽根１が回転する場合、第
８図に示すように、その遠心力によつてベローズ
１６は、摺動板１４がガイド溝９の上端部に当接
するまで伸び、連結軸１０のフランジ面１０ａと
外筒１５の羽根１側の端縁との間に隙間δを生じ
る。

このとき、羽根１が回転して生じる遠心力の軸
方向分力は、ガイド板１４および外筒１５を介し
て、回転軸５の羽根取付部４へ伝達される。

また、羽根１の迎角を変えるためのトルクは、
ピン１１，１３を介して、確実に羽根１に伝達さ
れる。

さらに、風荷重が作用すると、前方へ傾斜して
いた羽根１が起き上がり、羽根１側のフランジ２
およびそれに連結されている連結軸１０を傾かせ
る。

このとき、連結軸１０のフランジ面と外筒１５
の羽根１側の端縁との間に隙間δが生じており、
連結軸１０，内筒１２および外筒１５が互いに90
度の位相差を有するピン１１，１３で連結されて
いるので、連結軸１０の傾動を拘束することはな
い。

つまり、連結軸１０と外筒１５との間の部分は
自在継手として作用するので、羽根１は、遠心力
によるモーメントと風荷重によるモーメントとが
バランスする位置まで、自由に起き上がつてゆ
き、その位置で回転する。

静止時には、羽根１が僅かに傾斜しているため
に、羽根１の自重によるモーメントが生じるが、
これは、ベローズ１６の弾性力によつて、連結軸
１０のフランジ面１０ａと外筒１５の先端縁との
間に与えられる適度な引付け力で支持される。

上述のごとく、羽根１は、遠心力によるモーメ
ントと風荷重によるモーメントとがバランスする
位置まで、ベローズ１６の曲げ抵抗以外の拘束を
受けることなく起き上がつてゆくことができるの
で、羽根１には大きな曲げ応力が作用することは
ない。

なお、第９図は本考案による羽根継手を用いた
場合の羽根１における曲げモーメント分布を示す
もので、羽根１の付根における曲げモーメントは
ほとんどゼロになつており、羽根１の半径方向中
央部付近に生じる最大曲げモーメントも、従来の
ごとく羽根付根部を固定したときの最大曲げモー
メントに比べて非常に小さくなる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は回転機械としての風車の概略構造
を示すもので、第１図は第２図の−矢視線方
向からみた正面図、第２図は第１図の−矢視
線方向からみた側面図であり、第３図は上記回転
機械における従来の羽根継手構造の要部を示す断
面図であり、第４図は従来の羽根継手構造を用い
た場合の羽根の曲げモーメント分布を示すグラフ
であり、第５〜８図は本考案の一実施例としての
回転機械の羽根継手を示すもので、第５図はその
要部を示す縦断面図、第６図は第５図の−断
面図、第７図は第５図の−断面図、第８図は
実施例の作用を示す縦断面図であり、第９図は本
考案による場合の羽根の曲げモーメント分布を示
すグラフである。 １……羽根、２，３……フランジ、４……羽根
取付部、５……回転軸、６……ナセル、７……ボ
ルト、９……ガイド溝、１０……連結軸、１０ａ
……被支持面としてのフランジ面、１１……ピ
ン、１２……内筒、１３……ピン、１４……摺動
板、１５……外筒、１６……ベローズ、１７……
締結調整ボルト、１８……ナツト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 羽根の根本における継手端部に連結されて同羽
   根の長手方向に延在する連結軸と、回転軸側の継
   手端部に連結されて上記連結軸と同方向に延在し
   互いに対向する両側壁部にそれぞれガイド溝を形
   成された外筒と、同外筒の筒軸方向に対し直角を
   成す一対のピンと同ピンを保持して上記ガイド溝
   に沿い上記筒軸方向に摺動しうる摺動板とを介し
   て同外筒に枢着された内筒とをそなえ、上記両継
   手端部を相対的に傾動自在に連結すべく、上記連
   結軸が上記内筒に上記一対のピンと90度の位相差
   を有する連結ピンで連結されるとともに、上記内
   筒の上記回転軸側の先端縁が上記外筒の上記回転
   軸側の端部に螺合する締結調整ボルトにベローズ
   で連結されて、静止時に上記羽根の自重による曲
   げモーメントを支持すべく、上記ベローズの弾性
   力により引付けられた上記羽根の根本における継
   手端部に、上記外筒の先端縁で支持される被支持
   面が形成されていることを特徴とする、回転機械
   の羽根継手。