JPH0893631A - 風車翼 - Google Patents
風車翼Info
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- JPH0893631A JPH0893631A JP6227795A JP22779594A JPH0893631A JP H0893631 A JPH0893631 A JP H0893631A JP 6227795 A JP6227795 A JP 6227795A JP 22779594 A JP22779594 A JP 22779594A JP H0893631 A JPH0893631 A JP H0893631A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wind turbine
- blade
- metal fitting
- main girder
- main beam
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- Withdrawn
Links
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 風車翼の製造時間が短縮されてコストが低減
するとともに強度的にも安全になることなどを目的とす
る。 【構成】 繊維強化プラスチックス製の主桁により支え
られ主桁の翼根部を介して風車本体に取付けられる風車
翼における主桁の製造時に翼根部に埋め込まれた金具を
介して主桁が風車本体に螺着されるように構成する。
するとともに強度的にも安全になることなどを目的とす
る。 【構成】 繊維強化プラスチックス製の主桁により支え
られ主桁の翼根部を介して風車本体に取付けられる風車
翼における主桁の製造時に翼根部に埋め込まれた金具を
介して主桁が風車本体に螺着されるように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、風力発電用などの風車
に適用される風車翼に関するものである。
に適用される風車翼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は風力発電用などの風車に使用され
ている従来の風車翼の説明図である。図において、従来
の風車翼は翼形状を形成する外皮１、主として強度部材
となるＦＲＰ製の主桁２、発泡ウレタンによる中間充填
材５，６などから構成されており、主桁２の翼根部には
主桁２の製造時に多数のナット１１が埋め込まれる。風
車翼はこの埋め込まれたナット１１と予め用意されるボ
ルトとにより風車本体に取付けられるようになってい
る。図における符号７，８は接着層（ＧＦＲＰ）、９は
前縁（リーディングングエッジ）、１０は後縁（トレー
リングングエッジ）である。現在、生産されている風力
発電用の風車は２００〜３００KW級のものが主流で、そ
の風車翼の長さは約１０〜１２ｍ、重量は約１，０００
kg程度である。
ている従来の風車翼の説明図である。図において、従来
の風車翼は翼形状を形成する外皮１、主として強度部材
となるＦＲＰ製の主桁２、発泡ウレタンによる中間充填
材５，６などから構成されており、主桁２の翼根部には
主桁２の製造時に多数のナット１１が埋め込まれる。風
車翼はこの埋め込まれたナット１１と予め用意されるボ
ルトとにより風車本体に取付けられるようになってい
る。図における符号７，８は接着層（ＧＦＲＰ）、９は
前縁（リーディングングエッジ）、１０は後縁（トレー
リングングエッジ）である。現在、生産されている風力
発電用の風車は２００〜３００KW級のものが主流で、そ
の風車翼の長さは約１０〜１２ｍ、重量は約１，０００
kg程度である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、風力発電はクリ
ーンなエネルギー源として注目されており、発電効率の
向上のために風車の大型化が強く要求されているが、上
記のような従来の風車翼においては例えば４００〜５０
０KW級の大型風車の場合には風車翼の長さは約１８〜２
０ｍ程度になり、重量は２０００kgを越える。このよう
に風車翼が重くなると、風車翼を風車本体に固定する翼
根部の構造が問題となる。即ち、常に荷重を繰り返し受
けながら１０年以上の耐久性を有する風車翼にするに
は、従来の翼根部にナット１１を埋め込むだけの構造で
はかなり困難である。従来の翼根部の構造は主桁２の製
造時に多数のナット１１を埋め込み、この埋め込んだナ
ット１１とボルトとにより風車翼を風車本体に固定して
おり、この場合はナット１１がＦＲＰに埋め込まれてい
るだけであるため、ボルトの１本当たりの引き抜き力に
対する強度には限界がある。また、風車翼の支持荷重は
ナット１１からＦＲＰ製の主桁２に直接掛かるため、ナ
ット１本１本の埋め込み状態が重要で、安全率を高くと
るために必然的にナット１１の数がかなり多めになる傾
向がある。また、大型の風車翼になると多数のナット１
１を主桁２のＦＲＰ積層による成形時に埋め込む必要が
あるために作業性が非常に悪く、主桁２の製造時間に多
くを要して現実的にかなりのコスト高になっている。ま
た、多数のナット１１を１本づつそれぞれの位置決めを
して固定し、そのナット１１間の僅かな隙間を埋めるよ
うにＦＲＰを積層する必要があるために作業が困難で、
ＦＲＰの未充填部が発生し易く信頼性に欠ける面があ
る。
ーンなエネルギー源として注目されており、発電効率の
向上のために風車の大型化が強く要求されているが、上
記のような従来の風車翼においては例えば４００〜５０
０KW級の大型風車の場合には風車翼の長さは約１８〜２
０ｍ程度になり、重量は２０００kgを越える。このよう
に風車翼が重くなると、風車翼を風車本体に固定する翼
根部の構造が問題となる。即ち、常に荷重を繰り返し受
けながら１０年以上の耐久性を有する風車翼にするに
は、従来の翼根部にナット１１を埋め込むだけの構造で
はかなり困難である。従来の翼根部の構造は主桁２の製
造時に多数のナット１１を埋め込み、この埋め込んだナ
ット１１とボルトとにより風車翼を風車本体に固定して
おり、この場合はナット１１がＦＲＰに埋め込まれてい
るだけであるため、ボルトの１本当たりの引き抜き力に
対する強度には限界がある。また、風車翼の支持荷重は
ナット１１からＦＲＰ製の主桁２に直接掛かるため、ナ
ット１本１本の埋め込み状態が重要で、安全率を高くと
るために必然的にナット１１の数がかなり多めになる傾
向がある。また、大型の風車翼になると多数のナット１
１を主桁２のＦＲＰ積層による成形時に埋め込む必要が
あるために作業性が非常に悪く、主桁２の製造時間に多
くを要して現実的にかなりのコスト高になっている。ま
た、多数のナット１１を１本づつそれぞれの位置決めを
して固定し、そのナット１１間の僅かな隙間を埋めるよ
うにＦＲＰを積層する必要があるために作業が困難で、
ＦＲＰの未充填部が発生し易く信頼性に欠ける面があ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る風車翼は上
記課題の解決を目的にしており、繊維強化プラスチック
ス製の主桁により支えられ上記主桁の翼根部を介して風
車本体に取付けられる風車翼において、上記主桁の製造
時に上記翼根部に埋め込まれた金具と、該金具を介して
上記主桁を上記風車本体に螺着する手段とを備えた構成
を特徴とする。
記課題の解決を目的にしており、繊維強化プラスチック
ス製の主桁により支えられ上記主桁の翼根部を介して風
車本体に取付けられる風車翼において、上記主桁の製造
時に上記翼根部に埋め込まれた金具と、該金具を介して
上記主桁を上記風車本体に螺着する手段とを備えた構成
を特徴とする。
【０００５】
【作用】即ち、本発明に係る風車翼においては、繊維強
化プラスチックス製の主桁により支えられ主桁の翼根部
を介して風車本体に取付けられる風車翼における主桁の
製造時に翼根部に埋め込まれた金具を介して主桁が風車
本体に螺着されるようになっており、この場合は主桁の
翼根部の製造時に主桁の金型に所定の形状をなす金具を
設置しこれを埋め込むように繊維強化プラスチックスを
積層すればよく、埋め込む金具の形状を単純にすること
により作業性がかなり改善される。金具を埋め込んで繊
維強化プラスチックスを硬化させた後、翼根部の端面側
から金具に必要な本数だけ例えばボルト、ナットなどを
ねじ込み端面を仕上げる。風車翼の支持荷重はボルト、
ナット、金具などを介して主桁に掛かる。
化プラスチックス製の主桁により支えられ主桁の翼根部
を介して風車本体に取付けられる風車翼における主桁の
製造時に翼根部に埋め込まれた金具を介して主桁が風車
本体に螺着されるようになっており、この場合は主桁の
翼根部の製造時に主桁の金型に所定の形状をなす金具を
設置しこれを埋め込むように繊維強化プラスチックスを
積層すればよく、埋め込む金具の形状を単純にすること
により作業性がかなり改善される。金具を埋め込んで繊
維強化プラスチックスを硬化させた後、翼根部の端面側
から金具に必要な本数だけ例えばボルト、ナットなどを
ねじ込み端面を仕上げる。風車翼の支持荷重はボルト、
ナット、金具などを介して主桁に掛かる。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の一実施例に係る風車翼の説明
図である。図において、本実施例に係る風車翼は風力発
電用などの風車に使用されるもので、翼形状を形成する
ＧＦＲＰ製の外皮１、主として強度部材となるＦＲＰ
製、或いはＧＦＲＰ製の主桁２、発泡ウレタンによる中
間充填材などから構成されており、本風車翼を風車本体
に取付けるために図に示すように主桁２の製造時に主桁
２の翼根部に円盤状の金具３を先に埋め込み、この金具
３に固定用のナット４を取付けてボルトをねじ込む構造
になっている。なお、金具３にボルトを直接ねじ込む構
造にしてもよい。
図である。図において、本実施例に係る風車翼は風力発
電用などの風車に使用されるもので、翼形状を形成する
ＧＦＲＰ製の外皮１、主として強度部材となるＦＲＰ
製、或いはＧＦＲＰ製の主桁２、発泡ウレタンによる中
間充填材などから構成されており、本風車翼を風車本体
に取付けるために図に示すように主桁２の製造時に主桁
２の翼根部に円盤状の金具３を先に埋め込み、この金具
３に固定用のナット４を取付けてボルトをねじ込む構造
になっている。なお、金具３にボルトを直接ねじ込む構
造にしてもよい。
【０００７】近年、風力発電はクリーンなエネルギー源
として注目されており、発電効率の向上のために風車の
大型化が強く要求されているが、例えば４００〜５００
KW級の大型風車の場合には風車翼の長さは約１８〜２０
ｍ程度になり、重量は２０００kgを越える。このように
風車翼が重くなると、風車翼を風車本体に固定する翼根
部の構造が問題となる。即ち、常に荷重を繰り返し受け
ながら１０年以上の耐久性を有する風車翼にするには、
従来の翼根部にナットを埋め込むだけの構造ではかなり
困難である。従来の翼根部の構造は主桁の製造時に多数
のナットを埋め込み、この埋め込んだナットとボルトと
により風車翼を風車本体に固定しており、この場合はナ
ットがＦＲＰに埋め込まれているだけであるため、ボル
トの１本当たりの引き抜き力に対する強度には限界があ
る。また、風車翼の支持荷重はナットからＦＲＰ製の主
桁に直接掛かるため、ナット１本１本の埋め込み状態が
重要で、安全率を高くとるために必然的にナットの数が
かなり多めになる傾向がある。また、大型の風車翼にな
ると多数のナットを主桁のＦＲＰ積層による成形時に埋
め込む必要があるために作業性が非常に悪く、主桁の製
造時間に多くを要して現実的にかなりのコスト高になっ
ている。また、多数のナットを１本づつそれぞれの位置
決めをして固定し、そのナット間の僅かな隙間を埋める
ようにＦＲＰを積層する必要があるために作業が困難
で、ＦＲＰの未充填部が発生し易く信頼性に欠ける面が
あるが、本風車翼においては風車の大型化、信頼性の向
上、低コスト化に対応できる風車翼にするため、翼根部
の構造をＦＲＰ製の主桁２の製造時に翼根部に円盤状の
金具３を埋め込み、この金具３に固定用のナット４を取
付けてボルトをねじ込む構造にしており、このような構
造にすることにより主桁２の翼根部の製造時に主桁２の
金型に所定の大きさの円盤状をなす金具３を設置しこれ
を埋め込むようにＦＲＰを積層すればよく、埋め込む金
具３が円盤状をなして単純な形状であるために作業性が
かなり改善されるとともにＦＲＰの未充填部などの欠陥
も殆どなくなる。翼根部に金具３を埋め込んでＦＲＰを
硬化させた後は、翼根部の端面側から金具３に必要な本
数だけナット４をねじ込み端面を仕上げる。このような
構造にすると、風車翼の支持荷重はボルト、ナット４、
金属製の金具３を通じて主桁２に掛かるため、円盤状の
金具３の面積を確保しておけば強度的にも安全である。
として注目されており、発電効率の向上のために風車の
大型化が強く要求されているが、例えば４００〜５００
KW級の大型風車の場合には風車翼の長さは約１８〜２０
ｍ程度になり、重量は２０００kgを越える。このように
風車翼が重くなると、風車翼を風車本体に固定する翼根
部の構造が問題となる。即ち、常に荷重を繰り返し受け
ながら１０年以上の耐久性を有する風車翼にするには、
従来の翼根部にナットを埋め込むだけの構造ではかなり
困難である。従来の翼根部の構造は主桁の製造時に多数
のナットを埋め込み、この埋め込んだナットとボルトと
により風車翼を風車本体に固定しており、この場合はナ
ットがＦＲＰに埋め込まれているだけであるため、ボル
トの１本当たりの引き抜き力に対する強度には限界があ
る。また、風車翼の支持荷重はナットからＦＲＰ製の主
桁に直接掛かるため、ナット１本１本の埋め込み状態が
重要で、安全率を高くとるために必然的にナットの数が
かなり多めになる傾向がある。また、大型の風車翼にな
ると多数のナットを主桁のＦＲＰ積層による成形時に埋
め込む必要があるために作業性が非常に悪く、主桁の製
造時間に多くを要して現実的にかなりのコスト高になっ
ている。また、多数のナットを１本づつそれぞれの位置
決めをして固定し、そのナット間の僅かな隙間を埋める
ようにＦＲＰを積層する必要があるために作業が困難
で、ＦＲＰの未充填部が発生し易く信頼性に欠ける面が
あるが、本風車翼においては風車の大型化、信頼性の向
上、低コスト化に対応できる風車翼にするため、翼根部
の構造をＦＲＰ製の主桁２の製造時に翼根部に円盤状の
金具３を埋め込み、この金具３に固定用のナット４を取
付けてボルトをねじ込む構造にしており、このような構
造にすることにより主桁２の翼根部の製造時に主桁２の
金型に所定の大きさの円盤状をなす金具３を設置しこれ
を埋め込むようにＦＲＰを積層すればよく、埋め込む金
具３が円盤状をなして単純な形状であるために作業性が
かなり改善されるとともにＦＲＰの未充填部などの欠陥
も殆どなくなる。翼根部に金具３を埋め込んでＦＲＰを
硬化させた後は、翼根部の端面側から金具３に必要な本
数だけナット４をねじ込み端面を仕上げる。このような
構造にすると、風車翼の支持荷重はボルト、ナット４、
金属製の金具３を通じて主桁２に掛かるため、円盤状の
金具３の面積を確保しておけば強度的にも安全である。
【０００８】本風車翼における強度を実証するため、２
５０KW風車用の風車翼を試作し、従来の風車翼との比較
試験を実施した。なお、従来の風車翼の翼根部には直径
５０mm、長さ２５０mmのナットを２５本埋め込む構造と
した。また、本風車翼の翼根部には外径８００mm、内径
６００mm、厚さ２０mmのステンレス製による円盤状の金
具を埋め込み、ＦＲＰが硬化後に翼根部の端部から金具
に金属製のナットをねじ込む構造とした。そして、翼根
部から埋め込んだナット１本ごとのサンプルを部分的に
切り出し、引き抜き引張り試験を実施した結果、従来の
翼根部に埋め込んだナットは約５０ton の荷重で翼根部
からナットが引き抜けたが、本風車翼の場合は約７０to
n で埋め込んだナットに締め込んだボルトが破断しただ
けで埋め込んだナットには異常は認められなかった。こ
のことから、本風車翼における翼根部の構造は従来の風
車翼と比較して強度的にかなり強く、さらに製造に費か
る時間も短縮でき、製造コストの低減が可能であること
が確認できた。この比較試験の結果を次表に示す。
５０KW風車用の風車翼を試作し、従来の風車翼との比較
試験を実施した。なお、従来の風車翼の翼根部には直径
５０mm、長さ２５０mmのナットを２５本埋め込む構造と
した。また、本風車翼の翼根部には外径８００mm、内径
６００mm、厚さ２０mmのステンレス製による円盤状の金
具を埋め込み、ＦＲＰが硬化後に翼根部の端部から金具
に金属製のナットをねじ込む構造とした。そして、翼根
部から埋め込んだナット１本ごとのサンプルを部分的に
切り出し、引き抜き引張り試験を実施した結果、従来の
翼根部に埋め込んだナットは約５０ton の荷重で翼根部
からナットが引き抜けたが、本風車翼の場合は約７０to
n で埋め込んだナットに締め込んだボルトが破断しただ
けで埋め込んだナットには異常は認められなかった。こ
のことから、本風車翼における翼根部の構造は従来の風
車翼と比較して強度的にかなり強く、さらに製造に費か
る時間も短縮でき、製造コストの低減が可能であること
が確認できた。この比較試験の結果を次表に示す。
【０００９】
【表１】
【００１０】このように、本風車翼においてはＦＲＰ
製、或いはＧＦＲＰ製の主桁２の製造時に翼根部に円盤
状の金具３を埋め込み、この金具３に固定用のナット４
を取付けてボルトをねじ込む構造にしており、埋め込む
金具３の形状が単純であることにより作業性がかなり改
善でき、風車翼１本当たりの製造時間が短縮できてコス
トが低減される。また、ＦＲＰの未充填部などの発生が
なく、強度的なばらつきの心配がなくなって信頼性が向
上する。また、風車翼の支持荷重はボルト、ナット４、
金属製の金具３を通じて主桁２に掛かるため、金具３の
面積を確保しておくことにより強度的にも安全で、設計
的にも安全率を必要以上に高くする必要がなくなる。
製、或いはＧＦＲＰ製の主桁２の製造時に翼根部に円盤
状の金具３を埋め込み、この金具３に固定用のナット４
を取付けてボルトをねじ込む構造にしており、埋め込む
金具３の形状が単純であることにより作業性がかなり改
善でき、風車翼１本当たりの製造時間が短縮できてコス
トが低減される。また、ＦＲＰの未充填部などの発生が
なく、強度的なばらつきの心配がなくなって信頼性が向
上する。また、風車翼の支持荷重はボルト、ナット４、
金属製の金具３を通じて主桁２に掛かるため、金具３の
面積を確保しておくことにより強度的にも安全で、設計
的にも安全率を必要以上に高くする必要がなくなる。
【００１１】
【発明の効果】本発明に係る風車翼は前記のように構成
されており、作業性がかなり改善されるので、風車翼の
製造時間が短縮されてコストが低減する。また、また、
風車翼の支持荷重はボルト、ナット、金具などを介して
主桁に掛かるので、金具、ボルト、ナットなどの強度を
確保しておくことにより強度的にも安全になる。
されており、作業性がかなり改善されるので、風車翼の
製造時間が短縮されてコストが低減する。また、また、
風車翼の支持荷重はボルト、ナット、金具などを介して
主桁に掛かるので、金具、ボルト、ナットなどの強度を
確保しておくことにより強度的にも安全になる。
【図１】図１（ａ）は本発明の一実施例に係る風車翼の
正面図、同図（ｂ）はその翼根部の断面図、同図（ｃ）
は側面図である。
正面図、同図（ｂ）はその翼根部の断面図、同図（ｃ）
は側面図である。
【図２】図２（ａ）は従来の風車翼の正面図、同図
（ｂ）は同図（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図、同図
（ｃ）はその翼根部の断面図、同図（ｄ）は側面図であ
る。
（ｂ）は同図（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図、同図
（ｃ）はその翼根部の断面図、同図（ｄ）は側面図であ
る。
１ 外皮 ２ 主桁 ３ 金具 ４ ナット
Claims (1)
- 【請求項１】 繊維強化プラスチックス製の主桁により
支えられ上記主桁の翼根部を介して風車本体に取付けら
れる風車翼において、上記主桁の製造時に上記翼根部に
埋め込まれた金具と、該金具を介して上記主桁を上記風
車本体に螺着する手段とを備えたことを特徴とする風車
翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6227795A JPH0893631A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 風車翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6227795A JPH0893631A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 風車翼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0893631A true JPH0893631A (ja) | 1996-04-09 |
Family
ID=16866513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6227795A Withdrawn JPH0893631A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 風車翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0893631A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008107738A1 (en) | 2007-03-06 | 2008-09-12 | Tecsis Tecnologia E Sistemas Avançados Ltda | Fan blade connection |
| CN116572549A (zh) * | 2023-03-21 | 2023-08-11 | 明阳智慧能源集团股份公司 | 一种风电叶片主梁预制成型方法 |
-
1994
- 1994-09-22 JP JP6227795A patent/JPH0893631A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008107738A1 (en) | 2007-03-06 | 2008-09-12 | Tecsis Tecnologia E Sistemas Avançados Ltda | Fan blade connection |
| US8651816B2 (en) | 2007-03-06 | 2014-02-18 | Fantech Tecnologia Em Sistemas De Ventilacao Ltda | Fan blade connection |
| CN116572549A (zh) * | 2023-03-21 | 2023-08-11 | 明阳智慧能源集团股份公司 | 一种风电叶片主梁预制成型方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |