JPH0364713B2 - - Google Patents

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JPH0364713B2
JPH0364713B2 JP58107621A JP10762183A JPH0364713B2 JP H0364713 B2 JPH0364713 B2 JP H0364713B2 JP 58107621 A JP58107621 A JP 58107621A JP 10762183 A JP10762183 A JP 10762183A JP H0364713 B2 JPH0364713 B2 JP H0364713B2
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JP
Japan
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feathering
actuator
blade
fluid
pitch
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JP58107621A
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JPS597785A (ja
Inventor
Aiuan Haanaa Kaamitsuto
Piitaa Patoritsuku Jon
Furankurin Uoseraa Kenesu
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RTX Corp
Original Assignee
United Technologies Corp
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Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of JPS597785A publication Critical patent/JPS597785A/ja
Publication of JPH0364713B2 publication Critical patent/JPH0364713B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/022—Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • F03D7/0224—Adjusting blade pitch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/04—Automatic control; Regulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/74—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades by turning around an axis perpendicular the rotor centre line
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般的には風力タービンに係り、更
に詳細には変化する速度にて風力タービンのブレ
ードをフエザリングさせる装置に係る。
同期発電機を駆動して電力を発生する大型の風
力タービンを停止させる必要がある場合に風力タ
ービンのブレードをフエザリングさせる装置を設
けることが一般に行われている。ブレードのフエ
ザリングが行われる必要がある一つの良く知られ
た条件は風速が過剰な場合である。風力タービン
のブレードピツチ制御装置も風速が過剰な状況に
於てブレードをフエザリングさせることができる
が、ブレードピツチ制御装置が故障した場合に緊
急にブレードをフエザリングさせるフエザリング
装置が設けられている。かかるブレードのフエザ
リングを達成するためには、ブレードのピツチ角
は概ね90゜に調節される。この状態になると、ブ
レード上を流れる風はブレードを回転するトルク
即ち発電機のロータを回転駆動するトルクを発生
することができなくなる。
風速が過剰である場合に於ける風力タービンの
運転時間を最小限に抑えるためには、ブレードの
フエザリングが迅速に行われることが望ましい。
しかし或る一定の速い速度にてブレードをフエザ
リングさせると、ブレード上に流れる風力によつ
て生成されるブレードの揚力が急速に減少する。
これにより風力タービンのロータは、風力タービ
ンの駆動装置及び発電機等の駆動装置による抗力
の作用を受け、急速に減速されることとなる。こ
の減速によりブレードは慣性力を受ける。特にブ
レードが完全にフエザリング位置に近付くとブレ
ード上を流れる空気流による揚力が低減し、慣性
力とで相殺され、タービンロータを回転駆動する
正のトルクが発生しなくなるので、ブレードに減
速（負の）トルクと、逆スラストが作用し、ブレ
ードに過剰な応力がかかることとなる。従つてブ
レードをフエザリングする場合には、ブレードの
ピツチがブレード上を流れる空気流がタービンロ
ータを回転駆動する正のトルクを発生しなくなる
点まではブレードのピツチ変更速度を最大速度に
て行い、正のトルクが発生しなくなつた後には、
低減された速度にてフエザリングを行うことが望
ましい。このようにすれば、上記の如き減速トル
ク及び逆スラストが低減され、ブレードにかかる
応力を最少限に抑えることができることとなる。
何故ならば、フエザリングの速度がタービンロー
タの減速と対応するので、即ちフエザリング速度
を高くすれば、風力タービンロータは急激に減速
し、フエザリング速度を低減すれば、タービンロ
ータはゆつくり減速していくこととなるので、フ
エザリング速度を低減すれば、ブレードにかる慣
性力は低減され、即ち減速トルク及び逆スラスト
が最少限に抑えられブレードにかかる応力が低減
されるからである。しかし安全上の理由から、ブ
レード上を流れる空気流が正の軸トルクを発生し
ている間では最大速度にてブレードのフエザリン
グを行うことが好ましく、フエザリングのピツチ
変更速度の低減を行うべきではない。
本発明の一つの主要な目的は、タービンロータ
の急激な速度により発生するブレード応力を最小
限に抑えるべく、変化する速度にてブレードのフ
エザリングが行われるよう構成された風力タービ
ン用ブレードフエザリング装置を提供することで
ある。
本発明の他の一つの目的は、信頼性に優れた上
述の如き風力タービン用ブレードフエザリング装
置を提供することである。
本発明の更に他の一つの目的は、電力とは無関
係に作動する上述の如き風力タービン用ブレード
フエザリング装置を提供することである。
これらの目的及び他の目的は、フエザリングア
クチユエータに接続されフエザリングアクチユエ
ータの作動速度を制御する制御装置と、該制御装
置に接続されたブレードがフエザリングされる際
にフエザリングアクチユエータの作動速度を減小
させるよう制御装置を調節する調節装置とを有す
るフエザリングアクチユエータによりブレードの
フエザリングが制御されるよう構成された本発明
による風力タービン用ブレードフエザリング装置
によつて達成される。ブレードのフエザリング開
始時より時間の経過と共にフエザリングアクチユ
エータの作動速度を減小させるよう制御装置を調
節することにより、ブレード上を流れる空気流が
ロータに正の空気力学的トルクを発生する期間中
にはブレードを迅速にフエザリングさせるべく、
フエザリングアクチユエータは比較的高い初期速
度にてブレードのフエザリングを行うことができ
る。しかる後、フエザリングが継続しロータによ
り正の空気力学的トルクがもはや発生されなくな
る角度にブレードのピツチ角が近付くと、調節装
置はフエザリングアクチユエータの作動速度を低
減するよう制御装置を調節し、これによりフエザ
リングアクチユエータは低減された速度にてブレ
ードをフエザリングするようになり、これにより
ブレードの減速トルク及び逆スラストによるブレ
ード応力が制限されるようになつている。
好ましい実施例に於ては、フエザリングアクチ
ユエータは液圧アクチユエータであり、制御装置
はフエザリングアクチユエータより排出された液
圧流体が通過する導管に並列に設けられた流量制
御装置を含んでいる。調節装置は液圧流体が一対
の流量制御装置内を通過することを許し又は一対
の流量制御装置の一方を通過することを阻止し、
これによりフエザリングアクチユエータより流出
する流体に対する抵抗を変化させてフエザリング
アクチユエータの作動速度を変化させる弁を含ん
でいる。この弁はフエザリングアクチユエータそ
れ自身により作動されて良く、その場合弁を作動
させるフエザリングアクチユエータの位置はブレ
ードのフエザリングの過程のうちタービンロータ
によりもはや正の空気力学的トルクが発生されな
くなる点に対応している。
以下に添付の図を参照しつつ本発明を実施例に
ついて詳細に説明する。
添付の図面に風力タービンのブレードピツチ変
更装置及び本発明によるブレードフエザリング装
置が解図的に示されている。図示の実施例は二つ
のブレード１０及び１５を有する風力タービンに
使用されるのであるが、本発明による風力タービ
ンのブレードフエザリング装置は任意の所要の数
のブレードを有する風力タービンにも容易に適用
し得るものである。
ブレード１０及び１５はプラツトフオーム２０
及び２５に装着されており、各プラツトフオーム
はそれより実質的に半径方向外方へ延在するアー
ム３０を有している。プラツトフオーム２０のア
ーム３０はアクチユエータ３５及び４０に枢着さ
れており、プラツトフオーム２５のアーム３０は
アクチユエータ４５及び５０に枢着されている。
アクチユエータ３５，４０，４５，５０はブレ
ードピツチ調節／フエザリング作動モード時にブ
レード１０及び１５を駆動し、特にアクチユエー
タ３５及び４０はブレード１０を駆動し、アクチ
ユエータ４５及び５０はブレード１５を駆動す
る。これらのアクチユエータ３５，４０，４５，
５０はそれぞれアクチユエータ制御弁５５，６
０，６５，７０により制御される。アクチユエー
タ制御弁５５及び６０はそれぞれ互いに接続され
たスプール７５及び８０を含んでおり、アクチユ
エータ制御弁６５及び７０はそれぞれ互いに接続
されたスプール８５及び９０を含んでおり、これ
ら四つのアクチユエータ制御弁は実質的に同一で
ある。
これらの制御弁のスプールの位置により、アク
チユエータの何れの端部が加圧された液圧流体に
接続され、何れの端部がドレンに接続されるかが
決定される。アクチユエータ３５及び４０はその
上室に接続された導管９５及び１００、下室に接
続された導管１０５及び１１０を経てその内部の
流体が加圧されまた内部の流体が排出される。同
様にアクチユエータ４５及び５０はその上室に接
続された導管１１５及び１２０、その下室に接続
された導管１２５及び１３０を経て内部の流体が
加圧されまた内部の流体が排出される。
加圧された液圧流体が互いに独立したリザーバ
１４０及び１４２から制御弁５５，６０，６５，
７０へ供給される。液圧流体はポンプ１５０によ
りリザーバ１４０から吸引され導管１４５を経て
制御弁５５と７０内の流体を加圧し、またポンプ
１６０によりリザーバ１４２から吸引され、道管
１５２及び１５５を経て制御弁６０と６５内の流
体を加圧する。リザーバ１４０、ポンプ１５０及
びこれらに接続された導管はリザーバ１４２、ポ
ンプ１６０、及びこれらに接続された導管より独
立した液圧流体系を構成している。かくして二つ
の液圧流体系が設けられていることにより、これ
らの液圧流体系の一方が故障した場合にも両方の
ブレードのピツチ調節を行うことができるように
なつている。
アクチユエータ制御弁のスプールの位置により
各アクチユエータ内の流体の加圧及び排出が決定
される。例えばブレード１０、アクチユエータ３
５及び４０、アクチユエータ制御弁５５及び６０
に関しては、互いに接続されたスプール７５及び
８０が図にて右方へ移動することにより、アクチ
ユエータ３５の下室が導管１４５、制御弁５５、
導管１０５を経て供給される流体により加圧さ
れ、アクチユエータ３５の上室内の流体が導管９
５、制御弁５５、図にて左側のドレン導管１６５
を経て排出される。かくしてアクチユエータ３５
内の流体の加圧及び排出が行われることにより、
アクチユエータ３５のピストン及びピストンロツ
ドが図にて上方へ駆動される。同様に、アクチユ
エータ制御弁６０のスプール８０が図にて右方へ
移動することにより、アクチユエータ４０の上室
内の流体が導管１５２及び１５５、制御弁６０、
導管１００を経て供給される流体により加圧さ
れ、アクチユエータ４０の下室内の流体が導管１
１０、制御弁６０、図にて左側のドレン導管１７
０を経て排出され、これによりアクチユエータ４
０のピストン及びピストンロツドが図にて下方へ
駆動される。かくしてアクチユエータ３５及び４
０が駆動されることにより、プラツトフオーム２
０従つてブレード１０が図にて時計廻り方向へ回
転駆動される。同様に制御弁５５及び６０の互い
に接続されたスプール７５及び８０が図にて左方
へ移動することにより、アクチユエータ３５及び
４０内の流体の加圧及び排出が上述の場合とは逆
の態様にて行われ、これによりプラツトフオーム
２０及びブレード１０が図にて反時計廻り方向へ
回転駆動される。制御弁６５及び７０も上述の制
御弁５５及び６０と全く同一の要領にて機能し、
アクチユエータ４５及び５０内の流体を選択的に
加圧又は排出してブレード１５のピツチを変化さ
せる。かくして制御弁６５及び７０のスプール８
５及び９０が図にて左方へ移動することにより、
アクチユエータ４５の下室内の流体が加圧されそ
の上室内の流体が排出され、またアクチユエータ
５０の上室内の流体が加圧されその下室内の流体
が排出され、これによりブレード１５が図に於て
時計廻り方向へ回転駆動される。同様にスプール
８５及び９０がその中立位置より図にて右方へ移
動することにより、アクチユエータ４５及び５０
内の流体が上述の場合とは逆の態様にて加圧され
及び排出され、これによりブレード１５が図に於
て反時計廻り方向へ回転駆動される。
制御弁５５及び６０には枢軸２０５によりブレ
ード１０のプラツトフオーム２０に枢着された細
長いリンク２００により機械的な入力信号及びフ
イードバツク信号が与えられるようになつてい
る。同様に制御弁６５及び７０には枢軸２１０に
よりブレード１５のプラツトフオーム２５に枢着
された細長いリンク２０２により機械的な入力信
号及びフイードバツク信号が与えられるようにな
つている。リンク２００は枢軸２１５により制御
弁５５及び６０のスプール７５及び８０に枢着さ
れており、リンク２０２は枢軸２２０により制御
弁６５及び７０のスプール８５及び９０に枢着さ
れている。作動に於ては、制御弁のスプールが移
動してアクチユエータ内の流体が選択的に加圧さ
れまた排出されることにより、リンク２０及び２
０２がブレードのプラツトフオームとの枢着点の
周りに枢動される。制御弁の調節及びアクチユエ
ータの作動によるブレードのピツチの調節によ
り、リンク２００及び２０２の外端部がそれらの
内端部の周りに枢動され、これにより制御弁のス
プールがその中立位置へ駆動され、ブレードのピ
ツチの調節がそれ以上行われることが阻止さる。
制御弁５５，６０，６５，７０の作動は主制御
弁２２５及び主ピツチアクチユエータ２３０によ
り制御される。主制御弁２２５内の流体は、ポン
プ１５０の下流側にて供給導管１４５と連通する
供給導管２３５を経て供給さる流体により加圧さ
れ、また主制御弁２２５の両側の室内の流体はド
レン導管２４０、メインドレン導管２４７に接続
されたドレン導管２４５を経て排出される。主制
御弁２２５には、主ピツチ制御装置２５５より入
力信号を供給される電磁アクチユエータ２５０の
如き適当なアクチユエータが設けられている。主
ピツチ制御装置２５５は風の状況、電力需要、タ
ービンの軸トルクの如き入力に基き所望のブレー
ドピツチを決定し、アクチユエータ２５０へ入力
信号を供給する。一つの好適なピツチ制御装置が
米国特許第4160170号に記載されている。
主制御弁２２５は導管２６０，２６５，２７０
経て主ピツチアクチユエータ２３０内の流体を選
択的に加圧しまた選択的に排出する。導管２６５
及び２７０はアクチユエータ２７７（その作動に
ついては後に詳細に説明する）により作動される
第一のフエザリング弁２７５と連通している。主
ピツチアクチユエータ２３０は鋏型のリンク機構
２８５に枢着されたピストン２８０を内部に含ん
でおり、リンク機構２８５はリンク２００及び２
０２の内端部に枢着されている。
主制御弁２２５は図に於てはその中立位置にて
示されている。主制御弁２２５のアクチユエータ
２５０が主ピツチ制御装置２５５により選択的に
励磁又は非励磁とされると、主制御弁２２５のス
プールが上昇又は下降され、これにより主ピツチ
アクチユエータ２３０内の流体が選択的に加圧又
は排出され、このことによりアクチユエータ制御
弁５５，６０，６５，７０が設定されているアク
チユエータ３５，４０，４５，５０内の流体が選
択的に加圧され、これによりブレードのピツチが
所望の値に設定される。説明の目的で、主ピツチ
制御装置２５５よりアクチユエータ２５０へ供給
される信号により主制御弁２２５のスプールが上
昇されるものと仮定すれば、主ピツチアクチユエ
ータ２３０の左側の室内の流体が導管１４５及び
２３５、主制御弁２２５、導管２６０を経て供給
される液圧流体にて加圧され、主ピツチアクチユ
エータ２３０の図にて右側の室内の流体が導管２
７０、フエザリング弁２７５、導管２６５、主制
御弁２２５、導管２４５及び２４７を経て排出さ
れる。主ピツチアクチユエータ２３０内の流体の
加圧によりそのピストン２８０が図にて右方へ駆
動され、リンク２００が枢軸２０５の周りに反時
計廻り方向へ枢動され、リンク２０２が枢軸２１
０の周りに図にて時計廻り方向へ枢動される。リ
ンク２００及び２０２のかかる枢動により制御弁
５５，６０，６５，７０のスプールが図にて右方
へ駆動され、アクチユエータ３５，４０，４５，
５０内の流体が加圧されることにより、ブレード
１０が図にて時計廻り方向へ回転駆動され、また
ブレード１５が図にて反時計廻り方向へ回転駆動
され、これにより二つのブレードのピツチが増大
される。これに対し、主制御弁２２５のスプール
が図にて下方へ移動することにより、主ピツチア
クチユエータ２３０の図にて右側の室内の流体が
導管１４５，２３５、主制御弁２２５、導管２６
５、フエザリング弁２７５、導管２７０を経て加
圧され、また主ピツチアクチユエータ２３０の図
にて左側の室内の流体が導管２６０、主制御弁２
２５、導管２４０，２４５，２４７を経て排出さ
れる。このことにより主ピツチアクチユエータ２
３０のピストン２８０が図にて左方へ駆動され、
これによりリンク２００が枢軸２０５の周りに時
計廻り方向へ枢動され、リンク２０２が枢軸２１
０の周りに反時計廻り方向へ枢動される。かかる
リンク２００及び２０２の枢動により、すべての
アクチユエータ制御弁のスプールが図にて左方へ
駆動され、これによりブレードのピツチを低減す
るようブレードのアクチユエータ内の流体が加圧
され、これによりブレード１０が図にて反時計廻
り方向へ回転駆動され、ブレード１５が図に於て
時計廻り方向へ回転駆動される。
主ピツチアクチユエータ２３０は主ピツチアク
チユエータの位置を示すフイードバツク信号を導
線２９５を経て主ピツチ制御装置２５５へ供給す
るフイードバツク装置２９０を含んでいて良い。
図示の如く、フイードバツク装置２９０はピスト
ン２８０に接続された可動コア２９７を有する変
圧器を含んでいる。コア２９７の位置はブレード
の特定のピツチ設定に対応しており、変圧器の出
力を決定する。
上述のブレードピツチ変更装置は通常の運転条
件下に於てブレードのピツチを設定するだけでな
く、ブレード上を流れる空気流が揚力（タービン
を駆動する力）を発生するとがないようブレード
をその最大ピツチ位置に設定することにより、必
要に応じてブレードをフエザリングさせることも
できる。ブレードピツチ変更装置の作動不良の場
合には、ブレードはブレードをその最大ピツチ位
置に設定して風によりブレードに揚力を発生する
ことがないようにする緊急フエザリング装置によ
りフエザリングされる。緊急フエザリング装置は
導管３００を経て選択的に加圧されまた導管３０
５を経て選択的に流体を排出されるフエザリング
アクチユエータ２９９を含んでいる。フエザリン
グアクチユエータ２９９はカム部３０３を設けら
れたロツド３０２に装着されたピストン３０１を
含んでいる。導管３００は導管１５２を経て加圧
された液圧流体源に接続され且導管３１２，３１
３，２４７を経てドレンへ接続れた第二のフエザ
リング弁３１０と連通している。フエザリング弁
３１０はアクチユエータ３１５によりフエザリン
グ弁２７５と同期して作動される。アクチユエー
タ３１５及びフエザリング弁２７５のアクチユエ
ータ２７７は、ブレードのフエザリングが必要で
ある場合には、主ピツチ制御装置２５５の如き制
御装置により信号を入力される。かかる信号（又
はかかる信号の供給停止）によりフエザリング弁
のスプールが図にて上方へ駆動されるようアクチ
ユエータ３１５及び２７７が作動され、これによ
り主ピツチアクチユエータ２３０の図にて右側の
室内の流体が構造２７０、フエザリング弁２７
５、導管２４０，２４５，２４７を経て排出さ
れ、これによりブレードのフエザリングが主ピツ
チアクチユエータ２３０の図にて右側の室内の流
体圧により阻害されることがないようになつてい
る。更に第二のフエザリング弁３１０のスプール
が上昇されることにより、フエザリングアクチユ
エータ２９９の図にて左側の室が導管３００、フ
エザリング弁３１０、導管１５２を経て加圧され
た液圧流体源に接続される。図示の如くフエザリ
ングアクチユエータ２９９内の流体はポンプ１６
０より供給される流体により加圧されるが、安全
性を向上させるべく、フエザリングアクチユエー
タ２９９にはリザーバ１４０及び１４２とは独立
した第三の（予備の）流体源（図示せず）より液
圧流体が供給されるようになつていて良く、かか
る第三の流体源は例えばポンプ１５０又は１６０
の何れかにより充填されるアキユームレータを含
んでいる。従つて、フエザリング信号に応答して
フエザリング弁のスプールが上昇することによ
り、フエザリングアクチユエータ２９９の図にて
左側の室内の流体が加圧され、これによりそのピ
ストン３０１が図にて右方へ駆動される。ピスト
ン３０１の右方への運動は第二の鋏型リンク機構
３２５を経てリンク２００及び２０２に伝達さ
れ、これによりアクチユエータ制御弁５５，６
０，６５，７０のスプールが図にて右方へ駆動さ
れ、これによりブレード１０が図にて時計廻り方
向へ回転駆動され、ブレード１５が図にて反時計
廻り方向へ回転駆動され、ブレードのピツチがそ
の上限にまで増大される。
前述の如く、風力タービンのロータの回転速度
が低下する際に発生する負のトルク及び逆スラス
トによりブレードに発生される応力を制限するた
めには、ブレードのフエザリングを徐々に減小す
る速度にて行なうことが望ましい。本発明による
ブレードフエザリング装置に於ては、フエザリン
グの速度を低減することはフエザリングアクチユ
エータ２９９の図にて右側の室内の流体を徐々に
減小する速度にて排出させることにより達成され
る。
フエザリングアクチユエータ２９９の図にて右
側の室は、フエザリングアクチユエータの作動速
度を制御する制御装置３３０及び３３５と、ブレ
ードのフエザリングが行われる場合アクチユエー
タの作動速度を減小させるよう制御装置３３０及
び３３５を調節する調節装置３４０とに導管３０
５を経て連通している。図示の好ましい実施例に
於ては、制御装置３３０及び３３５は互いに並列
に接続された流量制御装置を含んでおり、それぞ
れの流量制御装置は例えばピツチ変更装置の故障
などによりそれらに供給される流体の流量が変化
しても、それらより供給される流体の流量を比較
的一定の値に維持するようになつている。かかる
流量制御装置は一般に、それら制御装置の実効通
路断面積を設定するスロツトル弁と、該スロツト
ル弁を横切る圧力降下を一定に維持する圧力制御
弁とを含んでいる。かかる流量制御装置の例とし
て、アメリカ合衆国オハイオ州、クリーブランド
所在のParker−Hannifin Corporationより販売
されているTPCS、TPCCSL、PCKシリーズの
流量制御装置がある。
調節装置３４０は該調節装置に対し直列に設け
られ制御装置３３０内を流れる流体の流れを選択
的に遮断するピツチ変更速度制御弁を含んでい
る。また調節装置３４０はリターンスプリング３
５０により図にて上方へ付勢された弁要素３４５
を含んでいる。弁要素３４５には図にて上方へ延
在するステム３５５が固定されており、ステム３
５５の上端にカムフオロア３６０が設けられてお
り、カムフオロア３６０はフエザリングアクチユ
エータ２９９のロツド３０２に設けられたカム３
０３に係合している。流量制御装置３３０，３３
５（及び調節装置３４０）はドレン導管２４７へ
流体を吐出する。
作動に於ては、フエザリング信号がアクチユエ
ータ３１５に入力されると、フエザリング弁３１
５のスプールが上昇され、これによりフエザリン
グアクチユエータ２９９の図にて左側の室が導管
３００、フエザリング弁３１０、導管１５２を経
て加圧された液圧流体源に接続される。これによ
りフエザリングアクチユエータ２９９の図にて右
側の室とドレン導管３１３との連通がフエザリン
グ弁３１０により遮断される。従つてフエザリン
グアクチユエータ２９９の図にて右側の室内の流
体は流量制御装置３３０，３３５及び調節装置３
４０を経て排出される。ブレードのフエザリング
が開始されると、フエザリングアクチユエータ２
９９のピストン３０１が図にて右方へ移動し、調
節装置３４０のステム３５５がリターンスプリン
グ３５０によつて持上げられ、これによりフエザ
リングアクチユエータ２９９の図にて右側の室内
の流体が二つの流量制御装置３３０及び３３５を
経て最大の速度にて流出する。このことによりフ
エザリングアクチユエータ２９９が最大速度にて
作動され、これによりブレードが正のトルクを発
生するブレードの角度範囲（例えば20゜以下の範
囲）に亙り最大の速度にてブレードのフエザリン
グが行われる。ブレードのピツチ角がこの設定値
を越えてブレードが負のトルク及び逆スラストを
発生する角度位置にまで増大すると、カムフオロ
ア３６０がフエザリングアクチユエータ２９９の
ロツド３０２に設けられたカム３０３に係合し、
これにより調節装置３４０のステム３５０が下降
され、流量制御装置３３０内を流れる流体の流れ
が遮断されれる。流量制御装置３３０内を流れる
流体の流れが遮断されることにより、フエザリン
グアクチユエータ２９９より排出される流体の流
速が低減され、これによりブレードのフエザリン
グ速度が低減される。
以上に於ては本発明によるブレードフエザリン
グ装置を流量一定の流量制御装置との関連で説明
したが、これらの流量制御装置は例えば本発明の
範囲内にて複数個の絞り装置又は流れ抵抗装置に
置換えられても良い。流量制御装置へ流入する流
体の圧力の変動がない場合には、絞り装置が好ま
しい。尚本明細書に於ては、「制御装置」又は
「流量制御装置」なる用語が使用されているが、
この用語は上述の如き流量一定の流量制御装置の
みを指すのではなく、最初のうちは速い速度にて
その後は遅い速度にてブレードのフエザリングを
達成するようアクチユエータと選択的に連通され
る流れ抵抗装置をも含むものである。更に、初め
のうちは所望の速い速度にてフエザリングアクチ
ユエータを作動させその後は比較的遅い速度にて
フエザリングアクチユエータを作動させるもので
ある限り、本発明の範囲内に於て他の種々の流量
制御装置が使用されて良い。例えば、流量を変化
し得るよう構成された一つの流量制御装置の如
く、一つ又は三つ以上の流量制御装置が互いに他
に対する種々の配列関係にて使用され良い。また
種々の導管、弁、アクチユエータ内に於てキヤビ
テーシヨンが発生することがない場合には、フエ
ザリングアクチユエータの作動速度を制御する
種々の組合せの流量制御装置がフエザリングアク
チユエータへ流体を供給する流体導管に使用され
て良い。
更に、以上に於ては、本発明を液圧式のブレー
ドピツチ制御／ブレードフエザリング装置につい
て説明したが、本発明は上述の如き実施例に限定
されるものではなく、もし必要ならば電気的な装
置に於て採用されて良い。かくしてフエザリング
アクチユエータ２９９は電気モータを含んでいて
良く、流量制御装置３３０及び３３５は電気的な
速度制御装置を含んでいて良く、調節装置３４０
は適当な電気スイツチ装置を含んでいて良い。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳
細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて種々の実
施例が可能であることは当業者にとつて明らかで
あろう。
【図面の簡単な説明】
添付の図は本発明による風力タービンのブレー
ドフエザリング装置の一つの実施例を示す概略構
成図である。 １０，１５……ブレード、２０，２５……プラ
ツトフオーム、３０……アーム、３５，４０，４
５，５０……アクチユエータ、５５，６０，６
５，７０……アクチユエータ制御弁、７５，８
０，８５，９０……スプール、９５，１００，１
０５，１１０，１１５，１２０，１２５，１３０
……導管、１４０，１４２……リザーバ、１４５
……導管、１５０……ポンプ、１５２，１５５…
…導管、１６０……ポンプ、１７０……ドレン導
管、２００，２０２……リンク、２０５，２１
０，２１５，２２０……枢軸、２２５……主制御
弁、２３０……主ピツチアクチユエータ、２３５
……供給導管、２４０，２４５……ドレン導管、
２４７……主ドレン導管、２５０……アクチユエ
ータ、２５５……主ピツチ制御装置、２６０，２
６５，２７０……導管、２７５……第一のフエザ
リング弁、２７７……アクチユエータ、２８０…
…ピストン、２８５……リンク機構、２９０……
フイードバツク装置、２９５……導線、２９７…
…コア、２９９……フエザリングアクチユエー
タ、３００……導管、３０１……ピストン、３０
２……ロツド、３０３……カム、３０５……導
管、３１０……第二のフエザリング弁、３１２，
３１３……導管、３１５……アクチユエータ、３
２５……リンク機構、３３０，３３５……流量制
御装置、３４０……調節装置、３４５……弁要
素、３５０……リターンスプリング、３５５……
ステム、３６０……カムフオロア。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも一つのフエザリング位置まで移動
    可能であるピツチ可変型ブレードと前記ブレード
    のフエザリングを制御するよう構成された液圧式
    フエザアクチユエータとを含む風力タービンのブ
    レードフエザリング装置であつて、 前記フエザアクチユエータが該フエザアクチユ
    エータに接続され液圧流体を排出する排出導管を
    有し、 前記排出導管に連通し前記フエザアクチユエー
    タからの液圧流体の排出速度を制御することによ
    り該フエザアクチユエータの作動速度を制御する
    一対の流量制御装置と、 前記流量制御装置のうちの一つに流体的に連通
    し前記フエザアクチユエータにより作動するピツ
    チ速度調節弁と が設けられ、 前記フエザアクチユエータの作動状態が前記ブ
    レードのフエザリングを低減された速度にて実行
    すべき状態のときに前記フエザアクチユエータの
    作動に応答して前記ピツチ速度調節弁が前記流量
    制御装置に流れる流体の流れを選択的に遮断し、
    前記フエザアクチユエータが前記低減された速度
    にてフエザリングを実行することを特徴とする風
    力タービンのブレードフエザリング装置。
JP58107621A 1982-06-22 1983-06-14 風力タ−ビン用ブレ−ドフエザリング装置 Granted JPS597785A (ja)

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