JPH0121185Y2

JPH0121185Y2 -

Info

Publication number: JPH0121185Y2
Application number: JP1982106626U
Authority: JP
Priority date: 1982-07-14
Filing date: 1982-07-14
Publication date: 1989-06-23
Also published as: JPS5911180U

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
の取付け部において、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する外
筒と、同外筒の筒軸方向に対し直角を成す一対の
ピン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、上記外筒にＵ字形の縦断面を持つ可撓
性の環状部が形成されるとともに、同環状部の内
周に当接しうる弾性リングが同リングの外径を調
節しうる締付けナツトを介して上記連結軸に装着
された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図は実施例の作用を示す断面図である。

第５，６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
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１４がボルト７で取付け
られている。

また、外筒１４には、その筒軸方向に対し直角
を成す一対のピン１１を介して、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
連結されている。

ところで、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できるように、外筒１４に
はＵ字形の縦断面を持つ可撓性の環状部９が形成
される一方、連結軸に装着された弾性リング１５
を、締付けナツト１６で締付けクラウニング変形
させることによつて、弾性リング１５が環状部９
の内周に当接されるようになつている。

上述の構成により、羽根１が回転する場合、第
７図に示すように、その遠心力によつて環状部９
は弾性変形を生じ、弾性リング１５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、連結軸１０、内筒１２、外筒１４お
よびピン１１，１３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、
環状部９をねじるように働くが、この環状部９の
ねじり剛性は大きくなつているので、羽根１の迎
角調節は支障なく行なわれる。

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、環状部９と弾性リング１５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１
１，１３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１４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作用する
が、これは、環状部９と弾性リング１５との当接
部に生じる反力によつて支えられる。

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８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５〜７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図は実施例の作用を示す断面図であ
り、第８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……環状部、１０……連結軸、１１……
ピン、１２……内筒、１３……ピン、１４……外
筒、１５……弾性リング、１６……締付けナツ
ト。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

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す
る外筒と、同外筒の筒軸方向に対し直角を成す一
対のピン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、上記外筒にＵ字形の縦断面を持つ可
撓性の環状部が形成されるとともに、同環状部の
内周に当接しうる弾性リングが同リングの外径を
調節しうる締付けナツトを介して上記連結軸に装
着されたことを特徴とする、回転機械の羽根継
手。