JP2010236541A - 風力発電設備補助ブレード付きローターブレード - Google Patents

Abstract

【課題】風の強弱に置いてローターブレードの長さと風の当たる角度を制御し風力発電設備の起動範囲を大きく広げ又強風時では補助ブレード付きローターブレードの長さを制御する事で主軸マストに掛かる負荷をどう和らげるかを課題とする。
【解決手段】風力発電設備のローターブレードに補助ブレードを取り付ける事でローターブレードローターブレードの撓み捻れ、等の防止に使い又風の強弱に合ったローターブレードの風の当たる長さ角度を変更制御する事で発電する幅が広がり又、主軸マストの負荷を和げるための制御するローターブレードで解決手段とした。
【選択図】図1

Description

風力発電設備ローターブレードの長さ角度を調整する機能を有する補助ブレード付きローターブレードに関するものである。

風の力を動力として利用する事は数百年の歴史がある、近年では風力を電気エネルギーに替えて利用する風力発電がし主流である、風力発電での問題点は風が一定では無く、強弱の幅が大きいので日本では水田に水を引くポンプの動力として使われ、海外では石臼を回す動力源として使われてきた、又近年では風力発電として、ローターブレードを使い空気の流れる力をより多く受け止め、その空気の流れを回転運動に変え発電機を回す装置に使う、ローターブレードでは空気の流れる力をより多く受け止めようとして、より長く幅を広くする事で大きな力を得るための装置と言える。

本発明は風力発電設備の補助ブレード付きローターブレードに関するものである、ローターブレードは空気の流れる力を回転運動に替え発電機を回し電気エネルギーを取り出す装置である、そこで本発明はローターブレードの長さ、角度（ピッチ）を変化させ風力に合ったローターブレードを変化させ制御する装置である。

特開2008−30882号公報

風力発電設備に置いては、効率よく風を多く受けるローターブレードを必要とし、長さ幅をより大きくする事を目的とし、現状のローターブレードでの大半が大きさを制御する機能が無くで現在のままでは風力発電機能に限界がある、又現状ではローターブレードをより長く幅広くすると、ローターブレードの回転中の撓み捻れなどが重なり異常振動が発生しローターブレードの破損につながるのを防ぐ課題、又強風時では風の力を支える主軸マストに集中するので主軸マストの強度を上げる必要がある、この課題を解決する装置として風が弱い時にはローターブレードの長さを長くし角度を調整し風が強い時にはローターブレードの長さを短くしホイルユニットの角度を調整する事で主軸マストにかかる負荷を軽減する 又移動ダクトブレードの内部に空気圧を上げ滑らかな動きと強度を上げる機能を持つ 補助ブレード付きローターブレードの問題点を解決することを課題とした。

風力発電設では風の強弱で発電能力の幅を広げる手段としてローターブレードの長さ角度を制御する事の出来る補助ブレード付きローターブレードで解決するための手段とした 弱風時ではローターブレードを長する長くすれば当然ローターブレードの強度は低下し、又撓み捻れが発生する、この問題を解決するには、ローターブレードの先に空気の流れを利用してローターブレード全体を外に引く装置が必要でその装置として補助ブレードを取り付ける事でローターブレード全体を外に引く機能を持たせた、又強風時では符号20移動ダクトブレードを移動させローターブレードの長さを調整する機能でローターブレード長さを短くし符号11ホイルユニットの角度を制御する事で発電能力の幅を広げ風力発電設備全体の軽量化を促進する、又移動ダクトブレードと補助ブレードの間を滑らかに動かす動力としてローターブレードの捻れ風の流を切る力で補助ブレード全体の角度が方向を変える機能が働く又、符号27移動ダクトプレートを搭載した事で風に合う補助ブレードの方向が滑らかに動き符号20移動ダクトブレードの捻れ修正する機能とした、
図2符号25空気圧縮ポンプと図2符号26圧縮空気誘導パイプで図2符号20移動ダクトブレードの内部に風力に合った圧縮空気を入れ図4符号ローターブレード本体と移動ダクトブレードの間に空気層を作る事でローターブレードの長さの制御を滑らかにし又、図2符号20移動ダクトブレードの強度を上げる装置とした、
符号6補助ブレードモーター（図2）と符号7補助ブレード移動シャフトと符号8補助ブレードローラーベルト（図2）とで構成されているのは移動ダクトブレードを移動しブレード全体の長さを風力に合わせ風力発電設備のブレードのバランスを取る機能を持つ装置とした、

図3の補助ブレード付きローターブレード取付け又バランスホイルではローターブレードの取り付け台として、又各種センサーが感知する機能を持つホイルである、
符号11ホイルユニットの符号13風力測定センサーを使い風の強さを測定しローターブレードの長さの設定をする、又符号14ローターブレードバランスセンサーでは風の強さで変化するローターブレードのバランスを感知しローターブレードのピッチ角度を設定する機能とした、

風力発電設備に置いては風の強さ弱さ、又風の流れの方向で大きく発電力が変わる、この問題を全て解決する事が出来なくても、本発明の補助ブレード付きローターブレードでは次のことが可能となる、
1 移動ダクトブレードの軽量化が可能になる、
2 移動ダクトブレードの幅 長さを飛躍的に大きくする事が出来る、
3 風の強弱でローターブレードの長さ角度を調整できる、
4 風を切る音をやわらげる
5 強風時、主軸マストに掛かる風の力をやわらげる事が出来る、
6 補助ブレード付きローターブレードの回転中に加わる撓み捻れの縮小が可能になる、
7 補助ブレード付きローターブレードの移動ダクトブレードの内部に圧縮空気を入れる事で強度を上げ動きが滑らかになる以上が効果である。
8 ローターユニットの角度を変える事で吹き降ろしの風にも大要出来又 強風時でも発電ブレーキを欠けるタイミングを遅らせる事が出来る

風力発電設備全体図 風力発電設備の補助ブレード付きローターブレード断面図 補助ブレード付きローターブレード取付け又バランスホイル図 補助ブレードコワー図 風力発電の風の方向図 Ａ弱風時Ｂ少し強めの風Ｃ強風時のローターブレードの角度

以下、本発明の実施するための最良の形態について詳細に説明する、風力発電設備の図1符号2補助ブレード付きローターブレードと図2符号3移動ダクト、
ホイルと図2符号4ローターブレード本体と図2符号5補助ブレードと図2符号6移動ブレード起動モーターと図2符号7移動ブレードシャフト図2符号8移動ブレードローラーベルト図2符号9ピッチギヤと図2符号10ローターブレードモーターと図3符号11ホイルユニットと図3符号12ローターブレードバランスサーバーと図3符号13風力測定センサーと図3符号14ローターブレードバランスセンサーと図3符号15風力バランスサーバーと図3符号16バランスホイルと図3符号17ローターブレード軸と図3符号18モーター電源取り入れブラシと図3符号19補助ブレードコワーと図2符号20移動ダクトブレードと図3符号21シャーシーフレームと図3符号22補助ブレード付きローターブレード取付け台と図3符号23補助ブレードモーター制御装置と図3符号24ピッチモーター制御装置とで構成されている、
図2符号5補助ブレードを取り付けた事で補助ブレー付きローターブレードを外に引く力を有する事でローターブレードの撓み捻れの縮小が出来る説明、
補助ブレード付きローターブレードが回転ると当然の遠心力が発生する、この遠心力だけでローターブレードの撓み捻れを修正するのは限界がある、
補助ブレード付きローターブレードの撓み捻れを修正するにはローターブレードを外に引く力が必要であるためローターブレードに補助ブレードを取り付けて図3符号1のD面の空気の流れの渦を作り空気の渦での外に引く力で補助ブレード付きローターブレードを外に引く力を獲る事が出来る、この事で補助ブレード付きローターブレードの撓み捻れなどの問題点をやわらげた事で、図2符号20移動ダクトブレードの軽量化が出来、より長く幅広い補助ブレード付きローターブレードにする事が出来るとした、
又強風時に置いては図2符号3移動ダクトブレードローラーを起動させ図2号20移動ダクトブレードを短くし図2符号4補助ブレード付きローターブレードの角度を図2符号9ピッチギヤーで角度を変え風の当たる面積をを少なくして補助ブレード付きローターブレードに加わる負荷を少くする、又弱風時に置いては、図2符号3ダクトホイルローラーを起動させ図２符号20移動バクトブレードを長く延ばし図2符号4角度ピッチギヤーで角度を変え風
が多く当たる補助ブレード付きローターブレードの機能を備え、又符号20、移動ダクトブレード（図2）の軽量化、撓みの防止、強度を上げる方法として符号25、空気圧縮ポンプ（2図）と符号26、圧縮空気誘導パイプ（2図）で移動ダクトの中を空気圧を上げる事で移動ダクトの軽量化、撓み最小限度にし又移動ダクトの捩れて移動ダクトの破損を避けるため符号5補助ブレード（図2）と符号20移動ダクトブレード（図2）間に符号27移動ダクトプレート（2図）を装置し移動ダクトブレードの捩れを修正し風の強弱で変化するローターブレードのピッチに角度 風の方向性に置いても有効の機能する移動ダクトプレートである
又図2符号3移動ダクトホイルローラーは補助ブレード付きローターブレードの左右のバランス、上下バランス調整にも使う又バラストを調整する機能でもある図2符号3移動ダクトホイルローラーで有る、又補助ブレード付きローターブレードを取付ける図3符号11ホイルユニットにはバランスセンサーで左右、上下のバランスを感知し電気信号を図3符号23補助ブレードモーター制御装置に送り図2符号6補助ブレードモーターを起動させる、又図3符号13風力測定センーでは補助ブレード付きローターブレード全体にに加わる風力を測定し電気信号を図3符号24ピッチモーター制御装置に送り図2符号10ピッチモーター起動させ補助ブレード付きローターブレードの角度長さを調整する機能とした又。図3符号11ホイルユニットでは強風時にブレード全体の角度を変え風の当たる面積を少なくする機能 装置を説明する
ホイルユニットの角度制御は
符号28、ジョイント
符号29、ユニバーサルジョイント
符号30、前デッキプレート
符号31、本体デッキプレート
符号32、プレートデッキジョイント
符号33、ジョイントプレート
符号34、ローターピッチプレート
符号35、ローターピッチギヤーホイル
符号36、ローターピッチベルト
符号37、ローターピッチモーター
符号38、ローターピッチモーターホイル
符号39、ローターピッチプレートジョイント
符号40、ユニバーサルジョイントフランジ
符号41、ピッチ調整ネジジョイント
符号42、ホイルユニット角度調整ネジ
符号43、ホイルシャフトで構成されている
符号28ジョイントは細かくゆれる振動を逃がすダンパーとし
符号29ユニバーサルジョイントはホイルユニットの角度調整でおきる曲がりを吸収する符号30前デッキプレートはシャーシーフレーム、各種部品を取り付けるプレートである又前デッキプレートの角度が変わるとローターブレードの角度の変わる符号31本体デッキプレートは本体の色々の機器を固定する所のデッキプレートである符号32プレートデッキジョイントは前デッキプレートの角度を変える時折れ曲がるジョイント部品である符号33ジョイントプレートはホイルシャフトの軸受けプレートである符号34ローターピッチプレートはホイルユニットの角度を変えるための受け台で本体デッキには固定されていない
符号35ローターピッチギヤーホイルは前デッキプレートの角度を調整する装置の部品である符号36ローターピッチベルトは二本有るホイルユニット角度調整ネジを同調させるためのベルトである
符号37ローターピッチモーターはホイルユニットの角度を変える動力機能を持つモーターである符号38ローターピッチモーターホイルはモーターの回転をローターピッチベルトに伝えるホイルである符号39ローターピッチプレートジョイントはローターピッチプレートの位置を決めローターピッチプレートの角度を調整し又本体デッキプレートへ固定する部品である符号40ユニバーサルジョイントフランジはユニバーサルジョイントを接続するフランジプレートである符号41ピッチ調整ネジジョイントは、前デッキプレートに固定しホイルユニット角度調整ネジの位置を決めホイルユニットの角度変化に合すジョイントである符号42ホイルユニット角度調整ネジはホイルユニットの角度調整に使う部品である符号43ホイルシャフトはホイルユニットの回転を発電機に伝えるシャフトである

海流を利用した発電に使うブレードに有効、又タービンブレードの回転調整などに、又へリコブターのローターブレードに使うとホバーリング時の揚力を上げ飛ぶ時ではローターブレードの長さを変える事でヘリコプターのスピードを上げ、又ローターブレードの回転中に発生する撓み捻れから出る（バタバタ）という音を低下する可能性がある、

1 主軸マスト、（図1）
2 ＡＢＣＤ補助ブレード付きローターブレード（図1）
3 移動ダクトホイルローラー（図2）
4 ローターブレード本体（図2）
5 補助ブレード（図2）
6 補助ブレードモーター（図2）
7 補助ブレード移動シャフト（図2）
8 補助ブレードローラーベルト（図2）
10 ピッチモーター（図2）
11 ホイルユニット（図3）
12 ローターブレードバランスサーバー（図3）
13 風力測定センサー（図3）
14 ローターブレードバランスセンサー（図3）
15 風力バランスサーバー（図3）
16 バランスホイル（図3）
17 ローターブレード軸（図3）
18 モーター電源取り入れブラシ（図3）
19 補助ブレードコワー（図4）
20 移動ダクトブレード（図2）
21 シャーシーフレーム
22 補助ブレード付ローターブレード取付け台（図2）
23 補助ブレードモーター制御装置（図3）
24 ピッチモーター制御装置(図3)
25 空気圧縮ポンプ（2図）
26 圧縮空気誘導パイプ（2図）
27 移動ダクトプレート（2図）補助ブレード
28 ジョイント
29 ユニバーサルジョイント
30 前デッキプレート
31 本体デッキプレート
32 プレートデッキジョイント
33 ジョイントプレート
34 ローターピッチプレート
35 ローターピッチギヤーホイル
36 ローターピッチベルト
37 ローターピッチモーター
38 ローターピッチモーターホイル
39 ローターピッチプレートジョイント
40 ユニバーサルジョイントフランジ
41 ピッチ調整ネジジョイント
42 ホイルユニット角度調整ネジ
43 ホイルシャフト

Claims (7)

1. 風力発電設備のローターブレードに関する装置として、ローターブレードに補助ブレードを装置し、回転中に発生する撓み捻れの防止に有効の装置とし移動ダクトブレードでは強弱風に対応できる移動ダクトブレードの位置を検索し補助ブレード付きローターブレードの長さを決める装置とし バランスホイルにバランスセンサーを備え補助ブレード付きローターブレードのA,B間、C,D間の長さ重心バランスを取る装置とし風の当たるバランスを取る装置としも使う角度ピッチユニットでは風力に合った補助ブレード付きローターブレード角度を感知し補助ブレード付きローターブレードの角度を決める風圧センサーを備え補助ブレード付きローターブレードの長さ風に当たる幅を合わせる自動制御した機能と構造を装置とした事を特徴とする風力発電設備の補助ブレード付きローターブレード。
2. 風力発電設備のローターブレードに補助ブレードを取り付けて補助ブレード付きローターブレードの回転中に発生する撓み捻れを防止し空気を切る音の反射板とし騒音をやわらげる事を特徴とする請求項1に記載の補助ブレード付きローターブレード。
3. 風力発電設備の補助ブレード付きローターブレードに移動ダクトブレードを装置し、補助ブレード付きローターブレードの長さを風力に合わせる制御装置を有する事を特徴とする請求項1に記載の補助ブレード付きローターブレード。
4. 風力発電設備の補助ブレード付きローターブレードに補助ブレードシャフトと移動ダクトホイルローラーと補助ブレードローラーベルトを取付け移動ダクトブレードを移動させる事で補助ブレード付きローターブレードの長さを調整する機能を持った事を特徴とした請求項1に記載の補助ブレード付きローターブレード。
5. 風力発電設備の補助ブレード付きローターブレードを取付けバランスホイルにバランスセンサーと風力センサーを備え補助ブレード付きロるーターブレードの制御する信号を出す装置を備えた事を特徴とした請求項1記載の補助ブレード付きローターブレード。
6. 風力発電設備の補助ブレード付きローターブレードの移動ダクトブレード内部に空気圧縮ポンプを装置し外部風力に合った少し高めの空気圧に制御する事で移動ダクトブレードの動きを滑らかにし移動ダクトブレードの強度を上げる装置とした事を特徴とした請求項1記載の補助ブレード付きローターブレード
7. 強風時 風力発電設備の補助ブレード付きローターブレードを保護し発電する機能の幅を広げる装置としてローターの角度を変化させる機能と構造を持つ事を特徴とした請求項1記載の補助ブレード付きローターブレード

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