JPS641490Y2 - - 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るとと
もに、上記外筒の先端縁が上記羽根の根本におけ
る継手端部にベローズで連結されて、静止時に同
ベローズが上記羽根の自重による曲げモーメント
を支持しうる曲げ剛性を有し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
転機械の羽根継手について説明すると、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
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には、羽
根１の長手方向に延在する内筒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
結される一方、外筒１４の先端縁が羽根１の根本
における継手端部にベローズ１５で連結されてい
る。

ベローズ１５は、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曲げ剛性
を有している。

上述の構成により、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、
ピン１１，１３を介して、確実に羽根１へ伝達さ
れる。

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及びそれ
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、内筒１２および外筒１
４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生じるが、
これはベローズ１５の曲げ剛性で支えられる。

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
位置までベローズ１５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の付根には曲げモーメントがほとんど
かからない。したがつて、羽根１に大きな曲げ応
力が作用することはない。

なお、第７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メント分布を示すグラフで
あり、第５，６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
図であり、第７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、１０……連結軸、１１……ピン、１２……
内筒、１３……ピン、１４……外筒、１５……ベ
ローズ。

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ると
   ともに、上記外筒の先端縁が上記羽根の根本にお
   ける継手端部にベローズで連結されて、静止時に
   同ベローズが上記羽根の自重による曲げモーメン
   トを支持しうる曲げ剛性を有していることを特徴
   とする、回転機械の羽根継手。