JP2006009711A - Blade for wind power generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は風力発電機の風車に関する。 The present invention relates to a wind turbine of a wind power generator.
従来の風力発電機のブレード(風車)は、複数葉のブレードをハブを介して発電機軸に放射状に取り付けている。しかしながら、各ブレードの構造は単葉式であつて受風面積は一定であり、(例えば、特許文献1参照。)
また、強風時にブレードが破損しないようにブレードのピッチを可変構造としているものもある。(例えば、特許文献2参照。)
In some cases, the pitch of the blades is variable so that the blades are not damaged during strong winds. (For example, see
ブレードの受風面積が一定である場合は、強風時に高速回転しブレードや機器を破損し、特にブレードが飛散すると危険であり、また、ブレードのピッチを可変とするための複雑な構造の装置をブレード軸に連結している。 If the wind receiving area of the blade is constant, it is dangerous to rotate the blade and equipment by rotating at high speed during strong winds, especially when the blade is scattered, and a device with a complicated structure to make the pitch of the blade variable. It is connected to the blade shaft.
解決しようとする問題点は、ブレード自体が単葉式であり風力の強弱に対応し受風面積を拡大縮小できる複葉式でないことにあり、本発明は、主ブレードに添設したフラップをガバナ(風力調速装置)の作用で出没させ、簡単な構造で受風効率を良くし、機器を破損しないようにすることを目的とする。 The problem to be solved is that the blade itself is a single-leaf type and is not a double-leaf type that can respond to the strength of wind power and can expand and reduce the wind receiving area. The purpose is to improve the wind receiving efficiency with a simple structure and prevent damage to the equipment.
主ブレード空胴部にブレード軸を回動可能に装着し、ブレード軸の基端を空胴部から突出させ、ブレード軸と対向してアーム軸を空胴部に回動可能に装着し、かつ、アーム軸の基端を空胴部から突出させると共に、空胴部に開口を設けてアーム軸を臨ませ、アーム軸にアームを取り付けてアーム端にフラップを枢着し、主ブレードとフラップとから構成されるブレード群のブレード軸を、円盤状のハブ周縁部に放射状に取り付けた筒体に、回動可能に装着し、前面にガバナを取り付け、背面の周縁部にベベルギヤを形成した円盤をハブ水平軸の前端に取り付け、ブレード軸の基端部に扇形ギヤを嵌着して該円盤のベベルギヤと噛合させると共に、筒体の遠心側の突出部にインナーギヤを嵌着し、アーム軸の突出端に嵌着したプレーンギヤと噛合させる。 A blade shaft is rotatably mounted on the main blade cavity, a base end of the blade shaft is protruded from the cavity, and an arm shaft is rotatably mounted on the cavity facing the blade shaft. The base end of the arm shaft protrudes from the cavity, and an opening is provided in the cavity to face the arm shaft. The arm is attached to the arm shaft, and a flap is pivotally attached to the arm end. A disk with a blade shaft of a group of blades mounted on a cylindrical body radially attached to a peripheral edge of a disk-like hub, a governor attached to the front surface, and a bevel gear formed on the peripheral edge of the rear surface. It is attached to the front end of the horizontal shaft of the hub, and a fan-shaped gear is fitted to the base end of the blade shaft to engage with the bevel gear of the disk, and an inner gear is fitted to the protruding portion on the centrifugal side of the cylinder, Engage with the plain gear fitted on the protruding end. Make.
地上等に設置される基台に筒状タワーを回転自在に立設し、タワーの上部に天板を取り付け、天板に軸受を設けてハブ水平軸を支承し、基台内に発電機を、タワー内に垂直な発電機軸をそれぞれ内蔵し、発電機軸の上部突出端にベベルギヤを嵌着し、ハブ水平軸の後部に嵌着したベベルギヤと噛合させ、タワーの上部に風向板を垂直方向へ取り付け、かつ補助ブレードを風向板に設けている円孔に回転自在に装着し、タワーを回転させる主スプロケットをタワーの下部に嵌着し、補助ブレードの中心軸と該主スプロケットを中間スプロケットを介在させてチェンを掛架した、ブレード群と一体の風向板が過剰に旋回するのを防止する装置は、出願人が先に特許出願に及んでいる。 A cylindrical tower is set up on a base installed on the ground, etc., and a top plate is attached to the top of the tower. A bearing is provided on the top plate to support the horizontal axis of the hub, and a generator is installed in the base. A vertical generator shaft is built in the tower, a bevel gear is fitted on the upper protruding end of the generator shaft, and meshed with a bevel gear fitted on the rear of the hub horizontal shaft. Attach the auxiliary blade to the circular hole provided in the wind direction plate, attach the main sprocket that rotates the tower to the lower part of the tower, and interpose the central axis of the auxiliary blade and the main sprocket with the intermediate sprocket A device that prevents the wind direction plate integrated with the blade group from being excessively swung around the chain has been filed by the applicant in advance.
本発明は、主ブレードの片側または両側に添設したフラップを、ガバナの作用で風力に応じ主ブレードから出没させ、簡単な構造で受風効率を良くし、かつ、機器を破損せず、主ブレード及びフラップが飛散する危険がない。 In the present invention, the flap attached to one side or both sides of the main blade is caused to appear and disappear from the main blade according to the wind force by the action of the governor, the wind receiving efficiency is improved with a simple structure, and the equipment is not damaged. There is no risk of the blades and flaps scattering.
図1は本発明を示す外観側面図、図2は同、正面図、図3はガバナを示す正面図、図4はガバナを取り付けた円盤の背面周縁部に形成しているベベルギヤに、主ブレードのブレード軸に取り付けた扇形ギヤを噛合させ、ブレード軸と対向するアーム軸を主ブレードの空胴部に回動可能に装着し、アームを取り付けたアーム軸の上端にプレーンギヤを嵌着し、ブレード軸の基端部を回動可能に装着する筒体に嵌着しているインナーギヤと、該プレーンギヤを噛合させている状態を示す要部切欠拡大背面図であり、
ブレードBは、主ブレード1と主ブレード1に出没自在に添設するフラップ2とからなり、
主ブレード1は、骨組みリブ1aを並列し外板1bを張設することにより空胴部を形成し、外板1bの一部を切欠いて開口3を設ける。
1 is a front view of the present invention, FIG. 2 is a front view of the same, FIG. 3 is a front view of a governor, and FIG. 4 is a main blade on a bevel gear formed on the peripheral edge of the back surface of a disc to which the governor is attached. The fan-shaped gear attached to the blade shaft is meshed, the arm shaft facing the blade shaft is rotatably mounted on the cavity of the main blade, and the plain gear is fitted on the upper end of the arm shaft to which the arm is attached, It is a main part cutout enlarged rear view showing a state in which the inner gear fitted to a cylinder body rotatably attached to the base end portion of the blade shaft and the plain gear are engaged with each other,
Blade B is composed of a
The
骨組みリブ1aにブレード軸4を回動可能にに嵌挿し、ブレード軸4の基端を空胴部から突出させると共に、ブレード軸4と並列してアーム軸5を骨組みリブ1aに回動可能にに嵌挿し、アーム軸5にアーム6を取り付け、その端部をフラップ2の裏面に枢着し、アーム6を開口3から出没させる。
The
風力の強弱に応じてブレードBを適切な回転速度に保持する調速用ガバナ7を、ガバナ取付け用円盤8の前面側に配置し、その背面側の周縁部にベベルギヤ9を形成する。
A governing governor 7 for maintaining the blade B at an appropriate rotational speed according to the strength of the wind power is disposed on the front side of the governor mounting disk 8, and a
ガバナ取付け用円盤8と、ガバナ取付け用円盤8に対面するブレード取付け用ハブ10に回転軸11を同軸に取り付け、ブレード取付け用ハブ10の周縁部に、ブレード軸4の基端部を嵌挿する筒体12を、遠心方向へ突出させて放射状に取り付ける。
The rotating
ブレード軸4の基端部を筒体12から求心方向へ突出させ、その突出部に扇形ギヤ13を嵌着すると共に、ブレード軸4が筒体10から脱落しないようにブレード軸4の突出部にブッシュ14を被せ、ピン15で止着する。
The base end portion of the
扇形ギヤ13は、ガバナ取付け用円盤8に形成したベベルギヤ9と噛合し、調速用ガバナ7の作用で強風時にブレードBが過回転しないよう調速する。
The
筒体12の遠心方向の突出部にインナーギヤ16を嵌着し、前記アーム軸5の突出部に嵌着しているプレーンギヤ17と噛合させ、ブレード軸4の回動と同期してアーム6を揺動させる。
An
図9は主ブレード1の両面にフラップ2を出没自在に添設した、強風時から弱風時にかけてのフラップ2の動作を示す説明図であり、アーム6aの中央部をアーム軸5に取り付け、アーム6aの両端をフラップ2aの裏面に枢着し、かつ、主ブレード1の前縁と後縁に、それぞれ補助アーム6bを枢着してフラップ2aを安定良く主ブレード1の両面に添設している。
FIG. 9 is an explanatory view showing the operation of the
図3は調速用ガバナ7の正面図を示し、前記した回転軸11にハブ18を取り付け、ハブ18に遠心力制御用のアーム部材19を放射状に取り付け、かつ、アーム部材19の先端にバランサ20を付着すると共に、ハブ18と、一部のアーム部材19の先端間にわたり引張りコイルばね21を弾支しており、風速が増してブレードBの回転数が増すと、バランサ20と引張りコイルばね21の作用でガバナ取付け用円盤8と主ブレード1が過回転するのを抑止する。
FIG. 3 shows a front view of the governor 7 for speed control. A
ブレードBが受風してブレード取付け用ハブ10が回転すると、軸受22で支承されている回転軸11も共回転し、回転軸11に嵌着したベベルギヤ23と、発電機(図示せず)を内蔵している基台24に旋回自在に立設したタワー25内に挿通されている発電基軸26の上部突出端にベベルギヤ27を嵌着し、ベベルギヤ23とベベルギヤ27とを噛合させる発電機構と、
タワー25の急激なヨー旋回抑制のため、タワー25に風向板28を取り付け、風向板28に円孔を設けて補助ブレード29を収容し、タワー25の基部にギヤ30を嵌着し、補助ブレード29の軸に軸支したギヤ31と該ギヤ30を、中間ギヤ32を介在させて噛合させる機構は、本発明の出願人が先に特許出願に及んだ特願20004ー13994の機構と同一であるため詳説しない。
尚、図5から図8までは、主ブレード1の片側にフラップ2を出没自在に添設
し、強風時にはフラップ2が受風しないように主ブレード1に添って畳まれている状態から、弱風時にかけて順次にフラップ2が主ブレード1から離間してブレードBの受風面積を拡大している状態を示している。
When the blade B receives wind and the
In order to suppress the rapid yaw rotation of the
5 to 8, the
フラップの動作
1 図5は、主ブレード1と、主ブレード1の片側に設けられフラップ2が、強風時に受風面積を縮小するため、ガバナ7の作用とベベルギヤ9、扇形ギヤ13、インナーギヤ16及びプレーンギヤ17の噛合によりで主ブレード1が風向きと平行する方向へ回動すると共に、アーム軸5の回動でアーム6が主ブレード1の外板1bに添うように折り畳まれた状態を示し、アーム6は開口3内へ収容されている。
2 図6は、風力が減少し始め、主ブレード1が風向きに対し受風角度を徐々に変更し始めており、ガバナ7の作用によるブレード軸4の回動に伴ってアーム軸5も回動し、アーム6が開口3から臨出しフラップ2が主ブレード1から離間し始めている状態を示している。
3 図7は、更に風力が減少したため、フラップ2が主ブレード1から離間している状態を示している。
4 図8は、弱風となり受風面積を最大限まで拡大するため、主ブレード1及びフラップ2の風向きに対する受風角度が変化している状態を示している。
5 図9は、主ブレード1の両面にフラップ2aを、アーム軸6aと補助アーム6bの連結によって取り付け、矢印のように、強風時から順次に弱風時に至るにつれてフラップ2aが主ブレード1から離間していく状態の平面説明図であり、より受風面積が拡大し発電効率が向上する。
6 図10は、主ブレード1の両面にフラップ2aを、アーム軸6aと補助アームを介し取り付けた状態を示す正面図であり、フラップ2aが主ブレード1から離間し始め、主ブレード1及びフラップ2aが受風角度を変化させている状態を示している。
7 図11は、弱風のため主ブレード1及びフラップ2aを最大限まで風向きに対面させる受風角度に変化させている状態を示している。
FIG. 5 shows the operation of the governor 7, the
2 FIG. 6 shows that the wind force begins to decrease, the
3 FIG. 7 shows a state in which the
4 FIG. 8 shows a state in which the wind receiving angle with respect to the wind direction of the
5 FIG. 9 shows that the
FIG. 10 is a front view showing a state in which the
FIG. 11 shows a state in which the wind receiving angle is changed so that the
図12は、図11のA−A線切断端面図であり、一方のフラップ2aが弯曲し、かつ、主ブレード1との離間部から風を逃がしブレードBがバタつかないようにしている。
FIG. 12 is an end view taken along line AA of FIG. 11, in which one
B ブレード 1 主ブレード 2、2a フラップ 3 開口
4 ブレード軸 5 アーム軸 6、6a アーム 6b 補助アーム
7 ガバナ 8 ガバナ取付け用円盤 9、23、27 ベベルギヤ
10 ブレード取付け用ハブ 11 回転軸 12 筒体
13 扇形ギヤ 16 インナーギヤ 17 プレーンギヤ
13
Claims (1)
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JP2004189082A JP4150699B2 (en) | 2004-06-28 | 2004-06-28 | Wind generator blade |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100963765B1 (en) | 2008-02-26 | 2010-06-14 | 김재효 | A RPM Compensation Equipment of Windmill Wings |
WO2011134985A1 (en) * | 2010-04-27 | 2011-11-03 | Lm Glasfiber A/S | Wind turbine blade provided with a slat assembly |
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2004
- 2004-06-28 JP JP2004189082A patent/JP4150699B2/en active Active
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WO2011134985A1 (en) * | 2010-04-27 | 2011-11-03 | Lm Glasfiber A/S | Wind turbine blade provided with a slat assembly |
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