JPH01366A

JPH01366A - 風力発電装置

Info

Publication number: JPH01366A
Application number: JP62-153363A
Authority: JP
Inventors: 藤田　守雄; 三野　文夫
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Filing date: 1987-06-22
Publication date: 1989-01-05
Anticipated expiration: 2011-06-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は風力発電装置に係り、特に強い風圧差を避ける
べくティータビンを支点に傾動自在に設置Ｊられたブレ
ードが風圧差により傾動するときに、その動きに連動し
て上下に位置されたそれぞれのブレードのピッチ角も変
えて更に風圧荷重をバランスさせるようにした風力発電
装置に関するｄ［従来の技術］一般に風力発電装置は第４図に示す如く、タワーａの上
端部に発Ｗｉ機すを収容したナセルＣを水平に回動自在
に支持し、発電１ｂを駆動する回転軸ｄの一端をナセル
Ｃの一端から延出させて、これに羽根ｔｉＣのブレード
ｆを取付けた構造になっている。特に、ブレードｆには
風速の変化に拘わらず回転数を一定に保つことができる
ように可変ピッチ機構が採用されている。

また、強い風圧を受けた場合にはタワー〇のある下方よ
りも上方に位置したブレードｆの方が大きい風圧を受け
るので、回転軸ｄにティータビンｇを介してブレードｆ
を傾動自在に取付け、風圧によりイの位置から口の位置
にブレード「を傾斜させて強い風圧荷重をバランスする
ようにしたブレード傾斜機構が取り入れられている。

またブレードｆのピッチ角を変えるために、回転＠ｄの
先端部にはブレード［の基部に連結されたシリンダｈを
有するピッチ角操作部１が取付けられていた。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、上記風力発電装置にあっては、ピッチ角
操作部ｉが回転軸ｄの先端部にあるため、回転軸ｄの先
端部が重くなり、回転軸ｄ及びその軸受の構造を強度の
高いものとしなければならず、大型重量化及びコストア
ップを１６いていた。また。

風圧差によりブレードｆが傾斜した場合、大きい風圧を
受ける上方のブレードｆはピッチ角を大きくし−Ｃ風圧
を逃がすようにし、小さい風圧を受ける下方のブレード
ｆはピッチ角を小さくして風圧荷重を′ｖ１極的にバラ
ンスさせる方がよく、このため例えば第５図に示す如く
ティータビン９を回転軸ｄの軸方向及びブレードｆの長
手方向に対して斜めに取付けた装置らあるが、これは保
守点検が難しいという問題があった。

そこで、本発明は上記従来１に術の問題点を解決づべく
なされたちので、その目的はピッチ角操作部が固定側に
あるため保守点検が容易であり、ｔＭ造が１！ｉ単で製
作が容易にできる風力発電装置を提供することである。

［問題点を解決するための手段１上記目的を達成するために本発明は、タワーの上端部に
水平に回動自在に支持され、発電機を収容したナセルと
、上記発電機に連結され、上記ナセルの一端から延出さ
れた回転軸と、一対の可変ピッチプレートを有し、上記
回転軸に、その軸方向に直角で、かつ上記ブレードの長
手方向に直角に挿通されたティータピンを介して傾動自
在に支持されたブレード取付ハブと、上記回転軸に挿通
されると共に上記ブレードの基部に連結された操作ロッ
ドを有し、ブレードのピッチ角を変えると共に、風圧差
で傾斜する上記ブレードに連動して上方に位置されたブ
レードのピッチ角を大きくし、かつ下方に位置されたブ
レードのピッチ角を小さくするためのピッチ角操作部と
を備えたものである。

［作　用］ブレードのピッチ角は固定側であるナセル内に設けられ
たピッチ角操作部により、回転軸内に挿通された操作ロ
ッドを介して変えられる。また大きな風圧差を受けた場
合ハブとブレードからなる羽根中はＩ！Ｉ　Ｉ］：差を
バランスするべくティータビンを支点に傾斜する。ハブ
が傾斜するとき、ブレードは操作ロッドにより拘束され
ているため、ブレードのピッチ角が変えられることにな
る。即ち、下方に位置されたブレードのピッチ角は大き
くされ、下方に位１ｆｆ６れたブレードのピップ角は小
さくされ、これにより羽根車は変動荷重を受けることな
く、一定回転に制御される。

［実ｍ例コ以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい−（詳述す
る。

添付図面はダウンウィンドを示しているがアップウィン
ドについても適用できる。

第１図に示す如く、垂直に起立したタワー１の上端部に
は風力発電装置の本体ケーシングを形成するプ゛セル２
が水平に回動自在に支持され、このナセル２内には上記
支柱１の長手方向と直交するように回転軸３がその一端
をナヒル２の一端から延出した状態で軸受４を介して回
転自在に取付けられている。ナセル２内において上記回
転軸３には増速！Ａ置５を介して発電機６が連結されて
いる。

ナセル２の一端から延出された回転軸３の一端には第２
図に示す如く０字状のヨーク７が一体的に取付けられ、
このヨーク７には回転軸３の軸方向と直角にティータビ
ン８が掛は渡され、このティータピン８の両端部にはヨ
ーク７を囲続するごとき矩形筒状のハブ９がティータピ
ン８を支点として所定の範囲で回動自在に取付けられて
いる。

このハブ９の両側面部には上記ティータピン８と直角に
交わる軸線上をイの軸回りに回動する一対のブレード″
１０．１１が軸受１２を介してそれぞれ回動自在に取付
けられ、またヨーク７の基端部とハブ９の前端部との間
にはティータピン８を支点に回動するハブ９の衝撃力を
吸収するためのグンパ１３が介設され−Ｃいる。

上記ブレード１０．１１のピッチ角を変えるために、回
転軸３の軸心部に形成された軸孔１４には操作ロッド１
５が軸方向に摺動自在に嵌挿され、ナセル２内において
回転軸３の前端部より延出された上記操作ロッド１５の
前端部にはピッチ角操作部°１６が連結されている。操
作ロッド゛１５の先端部にはアーム１７がＴ字状に取付
けられ、このアーム′１７の両端部に突設された突軸１
８と上記ブレード１０．１１の４端部にハブ９内に臨ん
で突設されたクランク軸１９とはそれぞれリンク２０で
連結されている。これにより、操作ロッド１５を前進さ
せると両ブレード１０．１１のピッチ角が大きくなり、
操作ロッド１５を後退させると、両ブレード１０．１１
のピッチ角が小さくなるようになっている。また前方か
ら受ける風圧により上方に位置されたブレード１０が後
方に、下方に位置されたブレード１１が前方になるよう
にハブ９がツイータビン８を支点に傾斜したとぎには、
固定されている操作ロッド１５に対してブレード１０．
１１のクランク軸１９が相対的に変位することにより上
方に位置されたブレード１ｏのピッチ角が大きくなり、
下方に位置されたブレード１１のピッチ角が小さくなる
ようになっている。

なお、プセル２はタワー１上でハブ９とブレード１０．
１１からなる羽根車２１が風上に向くようになっている
。

以−トの構成において、風速が変化した場合、例えば風
速が増大した場合にはピッチ角操作部′１６により操作
ロッド１５を前進さぜ−０両ブレード１０．１１のピッ
チ角を大きくし余剰の風力を逃がすようにして発電機６
の回転数が一定に制御される。

一方、前方にタワー１のある下方に位置されたブレード
１１よりも前方に何らない上方に位置されたブレード１
０の方が大ぎい風圧を受けることにより、羽根車２１が
ティータピン８を中心に傾斜する。このとき、操作ロッ
ド１５が固定状態にあることから、ブレード１０．１１
のクランク軸１９との間の相対変位により、上方に位置
されたブレード１０のピッチ角は大きくなり、下方に位
置されたブレード１１のそれは小さくなる。これにより
、上方に位置されたブレード１０に作用していた大きい
風圧が逃がされると共に、下方に位置されたブレード１
１には大きな風圧がかかるようになるため、羽根車２１
はバランスされ、ハブにかかる曲げモーメン］・が減少
されることになる。

また、ピッチ角操作部をナセル内に取付けたり、ティー
タピン８を斜めに取付【ブたものではないので、ハブ９
の構造が簡素化され、製作が容易にできるようになり、
更に、ピッチ角操ｆＩＦ部１６が固定側にあるため、保
守点検が容易である。

［発明の効果］ｔス上要するに本発明によれば、次のごとき浸れた効果
を発揮する。

■　回転軸に通した操作ロッドを介してブレードピッチ
角を固定側であるナセル内から操作する構成としたので
、寒冷地での使用に適する。

■　回転軸の前端部からピッチ角操作部を取除いたので
、回転軸前端部の構造を簡ふ化でき、製作及び保守点検
の容易化、小型軽量化及びロスｌ−ダウンが図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す風力発電装置の側断面
図、第２図は第１図Ａ−Ａ矢視断面図、第３図は第１図
Ｂ−Ｂ矢視正面図、第４図は従来の風力発電装置の一例
を示す部分的断面斜視図、第５図は他の従来例を示ず斜
視図である。図中、１はタワー、２はナセル、３は回転軸、６は発電
機、８はティータピン、９はハブ、１０゜１゛１はブレ
ード、１５は操作ロッド、１６はピッチ角操作部である
。特許出願人　　石川０Ｆｆ１磨重工業株式会社代理人弁
理士　　帽　　谷　　信　　雄第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

タワーの上端部に水平に回動自在に支持され、発電機を
収容したナセルと、上記発電機に連結され、上記ナセル
の一端から延出された回転軸と、一対の可変ピッチプレ
ートを有し、上記回転軸に、その軸方向に直角で、かつ
上記ブレードの長手方向に直角に挿通されたティータピ
ンを介して傾動自在に支持されたブレード取付ハブと、
上記回転軸に挿通されると共に上記ブレードの基部に連
結された操作ロッドを有し、ブレードのピッチ角を変え
ると共に、風圧差で傾斜する上記ブレードに連動して上
方に位置されたブレードのピッチ角を大きくし、かつ下
方に位置されたブレードのピッチ角を小さくするための
ピッチ角操作部とを備えたことを特徴とする風力発電装
置。