JPH04103883A - 風車 - Google Patents

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、風車に関し、更に詳しくは風速に応じて翼の
コーン角を変えることにより負荷制御を行う風車に関す
る。

従来の技術 従来、風車の負荷制御方法として、 ■高風速時に失速することにより、風エネルギーを逃が
して負荷を制御するストールコントロールによる方法、 ■翼ピッチ角を可変とすることにより、風エネルギーを
逃す可変ピッチコントロールによる方法、がある。

発明が解決しようとする課題 ところで、風力エネルギー変換設備の負荷を制御する方
法は、とりも直さず風車に入ってくる風エネルギーをい
かに逃がすかにあり、特に高風速時に更に突風が加わっ
た場合に風エネルギーを逃がす必要がある。

しかしながら、上記した従来の方法では、風エネルギー
の変化に対して応答速度が遅いため、翼に過負荷がかか
るという問題があった。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するために
なされたもので、風エネルギーの変化に応じて翼のコー
ン角を変えることにより負荷制御が可能な風車を提供す
ることを目的とする。

課題を解決するための手段 上記の課題を解決するために、本発明は、ナセルの端部
に回転軸を介して支持されたロータヘッドと、該ロータ
ヘッドの軸方向に延長して固定されたリンク受けと、前
記ロータヘッドの外周に固定された複数の支持部材と、
これらの各支持部材に一端が係合され、他端が前記ロー
タヘッドの軸方向に回動自在に取付けられた翼と、該翼
の途中に形成された第１の係止部材と前記リンク受けに
形成された第２の係止部材とを連結する、バネとダッシ
ュポットを有する弾性支持体とを風車に備えたものであ
る。

作用 上記の手段によれば、風エネルギーが小さい場合は翼の
コーン角は小さいが、風エネルギーが大きくなると翼の
途中とリンク受けとを連結する弾性支持体が圧縮されて
コーン角を大きくするように作用し、バランスした位置
で回転する。

実施例 以下、図面を参照して本発明の一実施例について詳述す
る。

単一の図は本実施例による風車の側面図を示し、１は下
端が地表等に固定されて所定の高さを有するタワーであ
り、このタワー１の上端にはナセル２が固定されている
。３はこのナセル２内に配置された発電機（図示せず）
の回転軸である。４はこの回転軸３の端部に固定された
ロータヘットで、その外周に複数の支持部材５が等間隔
を置いて固定されている。

また、６は所定のピッチ角を有する翼であり、この翼６
の途中には第１の係止部材７か形成されており、翼６は
ピン結合により支持部材５に回転軸３の軸方向に対して
回動自在に取り付けられている。８はリンク受けで、一
端がロータヘッド４に固定され、他端に第２の係止支持
部材９が形成されている。

更に、１０はバネ１１とダッシュポット１２を有しその
両端を２本のリンクロッド１３により支持された弾性支
持体であり、２本のリンクロッド１３の一方は第１の支
持部材７にまた他方は第２の支持部材８にそれぞれ係合
され、これによりこれら両支持部材７と８とを連結して
いる。

なお、ダッシュポット１２とは機械式調速機を意味し、
制圧機などの弾性復元効果を有するものである。

しかして、上記の構成において、風車が矢印Ｈ方向から
の風を受けて回転すると、風車は翼６に働く遠心力とバ
ネ１１＋ダツシユポツト１２による力の反力とがバラン
スするところで風車翼６のコーン角（θ）が維持される
。なお、バネ１１とダッシュポット１２とを組合わせた
弾性支持体１０の役割は、ロータ停止時の翼６の支持及
びロータ回転時の翼コーン角のハンチング防止として寄
与する。

ここで、風車翼６をｎ枚、翼１枚の質量をｍ１翼の重心
位置（ロータ中心からの位置）をｒ１重心位置での回転
速度をＶ　（Ｖ　＝　（２πＮ／６０）　・ｒ。

ただしＮ　（ｒｐｍ）はロータの定格回転数）とし、翼
１枚の受風面積をＡ１風速をｖ１空気の密度をρとし、
その時のコーン角をθとすると、遠心力（Ｆ　ｃ）はＦ
ｃ＝ｍｖ”／ｒ。

風力（Ｆｗ）はＦｗ＝１／２　（ｐｖ’−Ａ）、となる
ので、コーン角θは、 θ＝Ｔａｎ　　　（Ｆｗ／Ｆｃ）　　、で決定される。

そして、定格回転になったとき、遠心力Ｆｃは一定値と
なり、コーン角θは風速により一義的に決定される。つ
まり、風速が大きい時にはコーン角が大きくなって翼６
の受風面積を減少させ、負荷を自動的に減少するように
負荷制御を行うことができる。

発明の効果 以上述べたように１本発明によれば、ロータヘッドに固
定されたリンク受けと、該ロータヘッドの外周に回転軸
の軸方向に回動自在に取付けられた翼と、その翼の途中
とリンク受けとを連結係合する、バネとダッシュポット
を有する弾性支持体とを設けたので、風エネルギーが小
さい場合は翼のコーン角は小さいが、風エネルギーが大
きくなると翼の途中とリンク受けとを連結する弾性支持
体か圧縮されてコーン角を大きくするように作用する。

その結果、風エネルギーの変化に応じて受風面積を変え
ることができ、負荷制御が可能な風車を実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

単一の図は本発明による風車の一例を示す側面図である
。 １・・タワー、２・・ナセル、３・・回転軸、４・・ロ
ータヘッド、５・・支持部材、６・・翼、７・・第１の
係止部材、８・・リンク受け、９・・第２の係止部材、
１０・・弾性支持体、１１・・バネ、１２・・ダッシュ
ポット、１３・・リンクロッド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ナセルの端部に回転軸を介して支持されたロータヘッ
   ドと、該ロータヘッドの軸方向に延長して固定されたリ
   ンク受けと、前記ロータヘッドの外周に固定された複数
   の支持部材と、これらの各支持部材に一端が係合され、
   他端が前記ロータヘッドの軸方向に回動自在に取付けら
   れた翼と、該翼の途中に形成された第１の係止部材と前
   記リンク受けに形成された第２の係止部材とを連結する
   、バネとダッシュポットを有する弾性支持体とを備えた
   ことを特徴とする風車。