JP2018053824A - Rotor, wind power generator and wind power generator-cum-blower - Google Patents

Rotor, wind power generator and wind power generator-cum-blower Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotor that is improved in stability of power generation efficiency with respect to variation in wind direction, and to provide a wind power generator and a wind power generator-cum-blower.SOLUTION: A rotor 1 includes: a hub 10 supported to a main shaft 103; and a plurality of blades 20 connected to the hub. A pitch-angle of each blade varies so that a rotational direction of the rotor rotating with a fair wind abutting on a front face of the rotor is equalized to a rotational direction of the rotor rotating with a contrary wind abutting on a rear face of the rotor while the rotor operates as a rotor for a wind power generator.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、少なくとも風力発電機に利用可能なロータ、風力発電機、及び、風力発電機兼送風機に関する。   The present invention relates to a rotor that can be used for at least a wind power generator, a wind power generator, and a wind power generator / blower.

従来の風力発電機用のロータとしては、ロータの正面に当たる風(以下、「順風」ともいう。)によって回転することにより、風力発電機による発電を可能にする、ナセルが風下側にあるアップウィンド型のロータや、ロータの背面に当たる風(以下、「逆風」ともいう。)によって回転することにより、風力発電機による発電を可能にする、ナセルが風上側にあるダウンウィンド型のロータがある。また、逆風に対してロータが反転するように、各ブレードのピッチ角を制御するものがある(例えば、特許文献1)。   As a conventional rotor for a wind power generator, an upwind with a nacelle on the leeward side that enables power generation by the wind power generator by rotating by wind hitting the front of the rotor (hereinafter also referred to as “forward wind”). There is a down-wind type rotor with a nacelle on the windward side that enables power generation by a wind power generator by rotating with a rotor of a type or a wind hitting the back of the rotor (hereinafter also referred to as “back wind”). In addition, there is one that controls the pitch angle of each blade so that the rotor is reversed against the headwind (for example, Patent Document 1).

特開2006−200400号公報JP 2006-200400 A

風力発電機の設置場所によっては、ロータに当たる風が順風と逆風とで頻繁に反転するような場合があるが、そのような設置場所でも、安定的に良好な発電効率が得られることが好ましい。
また、特許文献1のロータでは、発電効率を十分に向上できない。
Depending on the installation location of the wind power generator, the wind hitting the rotor may be frequently reversed between the normal wind and the reverse wind. However, it is preferable that stable power generation efficiency can be obtained even in such an installation location.
Moreover, in the rotor of patent document 1, electric power generation efficiency cannot fully be improved.

本発明は、上記の課題を解決するためにされたものであり、風向きの変動に対する発電効率の安定性が向上された、ロータ、風力発電機、及び、風力発電機兼送風機を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a rotor, a wind power generator, and a wind power generator / blower in which the stability of power generation efficiency with respect to fluctuations in wind direction is improved. Objective.

上記目的を達成するための本発明の要旨構成は、次の通りである。   In order to achieve the above object, the gist of the present invention is as follows.

本発明のロータは、
主軸に支持されたハブと、
該ハブに連結された複数のブレードと、
を備えた、ロータであって、
前記ロータが風力発電機用のロータとして動作する間、前記ロータの正面に当たる順風によって回転するときの回転方向と前記ロータの背面に当たる逆風によって回転するときの回転方向とが同一となるように、前記各ブレードのピッチ角が変化する。
本発明のロータによれば、風向きの変動に対する発電効率の安定性を向上できる。
The rotor of the present invention is
A hub supported by the main shaft;
A plurality of blades coupled to the hub;
A rotor with
While the rotor operates as a rotor for a wind power generator, the rotation direction when rotating by the normal wind hitting the front of the rotor and the rotation direction when rotating by the counter wind hitting the back of the rotor are the same. The pitch angle of each blade changes.
According to the rotor of the present invention, it is possible to improve the stability of power generation efficiency with respect to fluctuations in wind direction.

本発明のロータでは、
前記ロータが風力発電機用のロータとして動作する間において、
前記ロータが前記順風によって回転するときは、前記各ブレードの翼弦線が、ブレードのほぼ全長にわたって、前記ブレードの前縁が前記ブレードの後縁よりも前記ロータの正面側に位置するように傾斜し、
前記ロータが前記逆風によって回転するときは、前記各ブレードの翼弦線が、ブレードのほぼ全長にわたって、前記ブレードの前縁が前記ブレードの後縁よりも前記ロータの背面側に位置するように傾斜すると、好適である。
この構成によれば、風向きの変動に対する発電効率の安定性をさらに向上できる。
In the rotor of the present invention,
While the rotor operates as a rotor for a wind power generator,
When the rotor rotates by the normal wind, the chord line of each blade is inclined so that the leading edge of the blade is located on the front side of the rotor from the trailing edge of the blade over almost the entire length of the blade. And
When the rotor is rotated by the headwind, the chord line of each blade is inclined so that the leading edge of the blade is located on the back side of the rotor from the trailing edge of the blade over substantially the entire length of the blade. Then, it is suitable.
According to this configuration, it is possible to further improve the stability of power generation efficiency with respect to fluctuations in wind direction.

本発明のロータでは、
前記各ブレードは、前記ハブに対してそれぞれ所定のブレード軸線の周りで回転可能に連結されており、
前記ブレードが前記所定のブレード軸線の周りで回転することによって、前記ブレードのピッチ角が変化すると、好適である。
この構成によれば、構造をシンプルにでき、耐久性を向上できる。
In the rotor of the present invention,
Each of the blades is connected to the hub so as to be rotatable about a predetermined blade axis,
It is preferred that the pitch angle of the blade changes as the blade rotates about the predetermined blade axis.
According to this configuration, the structure can be simplified and the durability can be improved.

本発明のロータでは、
前記各ブレードのブレード軸は軸受を介して前記ハブのブレード保持部に対して回転自在に連結されており、
前記ロータが風力発電機用のロータとして動作する間、前記各ブレードのピッチ角は、前記ロータに当たる風のみに応じて受動的に変化すると、好適である。
この構成によれば、さらに構造をシンプルにでき、耐久性を向上できる。
In the rotor of the present invention,
The blade shaft of each blade is rotatably connected to the blade holding portion of the hub via a bearing,
While the rotor operates as a rotor for a wind power generator, it is preferable that the pitch angle of each blade passively changes according to only the wind hitting the rotor.
According to this configuration, the structure can be further simplified and the durability can be improved.

本発明のロータでは、
前記ロータは、外部からの入力に応じて、風力発電機用のロータとしての動作と、送風機用のロータとしての動作とを、切り替えることが可能であり、
前記各ブレードの前記ブレード軸には、前記ロータの回転数が所定の回転数以上になったときに遠心力の作用により作動して、前記ブレードのピッチ角が所定のピッチ角となった状態で前記ブレード軸の回転を阻止する、遠心ロック機構が設けられており、
前記ロータが送風機用のロータとして動作する間、前記遠心ロック機構の作用によって、前記各ブレードのピッチ角が前記所定のピッチ角に固定されると、好適である。
この構成によれば、構造をシンプルにしつつ、ロータを風力発電機用と送風機用とで兼用できる。
In the rotor of the present invention,
The rotor can switch between an operation as a rotor for a wind power generator and an operation as a rotor for a blower according to an external input,
The blade shaft of each blade is operated by the action of centrifugal force when the rotational speed of the rotor is equal to or higher than a predetermined rotational speed, and the blade has a predetermined pitch angle. A centrifugal lock mechanism that prevents rotation of the blade shaft is provided,
While the rotor operates as a rotor for a blower, it is preferable that the pitch angle of each blade is fixed to the predetermined pitch angle by the action of the centrifugal lock mechanism.
According to this configuration, the rotor can be used for both the wind power generator and the blower while simplifying the structure.

本発明のロータでは、
前記各ブレードを駆動することにより前記各ブレードのピッチ角を制御するブレード駆動部と、
前記ロータに当たる風の向きを検知する風向検知部と、
をさらに備え、
前記ロータが風力発電機用のロータとして動作する間、前記ブレード駆動部は、前記風向検知部からの出力に応じて、前記各ブレードのピッチ角を制御してもよい。
この構成によっても、風向きの変動に対する発電効率の安定性をさらに向上できる。
In the rotor of the present invention,
A blade drive unit for controlling the pitch angle of each blade by driving each blade;
A wind direction detector for detecting the direction of the wind hitting the rotor;
Further comprising
While the rotor operates as a rotor for a wind power generator, the blade driving unit may control the pitch angle of each blade according to the output from the wind direction detecting unit.
Also with this configuration, it is possible to further improve the stability of the power generation efficiency against fluctuations in the wind direction.

本発明のロータでは、
前記ロータは、外部からの入力に応じて、風力発電機用のロータとしての動作と、送風機用のロータとしての動作とを、切り替えることが可能であり、
前記ロータが送風機用のロータとして動作する間、前記各ブレードのピッチ角は、所定のピッチ角に固定されるようにしてもよい。
この構成によれば、ロータを風力発電機用と送風機用とで兼用できる。
In the rotor of the present invention,
The rotor can switch between an operation as a rotor for a wind power generator and an operation as a rotor for a blower according to an external input,
While the rotor operates as a rotor for a blower, the pitch angle of each blade may be fixed to a predetermined pitch angle.
According to this configuration, the rotor can be used for both the wind power generator and the blower.

本発明のロータでは、
前記ロータが送風機用のロータとして動作する間での前記ブレードの翼根での翼弦線と前記ロータの回転中心軸線に対して垂直な仮想平面との間の鋭角側のなす角度は、前記ロータが風力発電機用のロータとして動作する間での前記ブレードの翼根での翼弦線と前記ロータの回転中心軸線に対して垂直な前記仮想平面との間の鋭角側のなす角度よりも、大きいと、好適である。
この構成によれば、送風時での送風量を向上できる。
In the rotor of the present invention,
While the rotor operates as a rotor for a blower, the angle formed by the acute angle between a chord line at the blade root of the blade and a virtual plane perpendicular to the rotation center axis of the rotor is determined by the rotor. Than the angle formed by the acute angle between the chord line at the blade root of the blade and the imaginary plane perpendicular to the rotation center axis of the rotor while operating as a rotor for a wind power generator, Larger is preferable.
According to this configuration, it is possible to improve the amount of air blown during blowing.

本発明の風力発電機は、
上記のロータと、
前記主軸と、
前記主軸に連結されたモータと、
前記モータに接続された制御部と、
を備え、
前記モータと前記制御部とは、前記ロータが風力発電機用のロータとして動作する間、発電を行う。
本発明の風力発電機によれば、風向きの変動に対する発電効率の安定性を向上できる。
The wind power generator of the present invention is
The above rotor,
The main shaft;
A motor coupled to the main shaft;
A control unit connected to the motor;
With
The motor and the control unit generate power while the rotor operates as a rotor for a wind power generator.
According to the wind power generator of the present invention, it is possible to improve the stability of power generation efficiency against fluctuations in wind direction.

本発明の風力発電機兼送風機は、
上記のロータと、
前記主軸と、
前記主軸に連結されたモータと、
前記モータに接続された制御部と、
を備え、
前記モータと前記制御部とは、前記ロータが風力発電機用のロータとして動作する間、発電を行い、また、前記ロータが送風機用のロータとして動作する間、送風を行う。
本発明の風力発電機兼送風機によれば、風向きの変動に対する発電効率の安定性を向上できる。
The wind power generator / blower of the present invention is
The above rotor,
The main shaft;
A motor coupled to the main shaft;
A control unit connected to the motor;
With
The motor and the control unit generate power while the rotor operates as a rotor for a wind power generator, and perform air blowing while the rotor operates as a rotor for a blower.
According to the wind power generator / blower of the present invention, it is possible to improve the stability of power generation efficiency with respect to fluctuations in wind direction.

本発明によれば、風向きの変動に対する発電効率の安定性が向上された、ロータ、風力発電機、及び、風力発電機兼送風機を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the stability of the electric power generation efficiency with respect to the fluctuation | variation of a wind direction can provide the rotor, the wind power generator, and the wind power generator / blower.

本発明の第1実施形態のロータが搭載された、本発明の第1実施形態の風力発電機兼送風機を示す概略図である。It is the schematic which shows the wind generator / blower of 1st Embodiment of this invention by which the rotor of 1st Embodiment of this invention was mounted. 図1の風力発電機兼送風機の使用例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the usage example of the wind generator / blower of FIG. 本発明の第1実施形態のロータを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the rotor of 1st Embodiment of this invention. 図3のロータの要部を示す、図3のA−A線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the AA line of FIG. 3 which shows the principal part of the rotor of FIG. 図3のロータの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the rotor of FIG. 図3のロータの変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of the rotor of FIG.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に例示説明する。
本発明のロータは、風力発電機(風車等)又は風力発電機兼送風機に組み込まれた状態で、風力発電機用のロータとして使用することができるものである。本発明の風力発電機と本発明の風力発電機兼送風機は、それぞれ本発明のロータを備えるものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The rotor of the present invention can be used as a rotor for a wind power generator in a state where it is incorporated in a wind power generator (such as a windmill) or a wind power generator / blower. The wind power generator of the present invention and the wind power generator / blower of the present invention each include the rotor of the present invention.

本発明のロータ及び風力発電機兼送風機の第1実施形態について、図1〜図5を参照して説明する。また、本発明の風力発電機の第1実施形態については、図示しないが、併せて以下に説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係るロータが搭載された、本発明の第1実施形態に係る風力発電機兼送風機を示している。図1に示す風力発電機兼送風機100は、風力発電機の機能と送風機の機能との両方を持つものである。具体的には、風力発電機兼送風機100は、円筒状のケーシング101と、ケーシング101を所望の設置場所に取り付けるための取付具102と、ケーシング101内に収容された本実施形態のロータ1とを、備えている。さらに、風力発電機兼送風機100は、主軸103と、モータ105と、風力発電機用の発電/送風制御部104(制御部)と、電源106と、蓄電池110とを、備えている。本例では、主軸103及びモータ105がケーシング101内に収容され、発電/送風制御部104、電源106及び蓄電池110がケーシング101外に配置される。発電/送風制御部104は、インバータ107、電源回生コンバータ108、充放電コンバータ109を含んで構成される。モータ105は、図示しない固定部材によって、ケーシング101内での位置が固定されている。図1では、便宜上、主軸103、モータ105、発電/送風制御部104、電源106、インバータ107、電源回生コンバータ108、充放電コンバータ109、及び蓄電池110を、概略的なブロック図で示している。
1st Embodiment of the rotor of this invention and a wind generator / blower is described with reference to FIGS. Moreover, although not shown in figure about 1st Embodiment of the wind power generator of this invention, it demonstrates below collectively.
FIG. 1 shows a wind power generator / blower according to a first embodiment of the present invention on which a rotor according to the first embodiment of the present invention is mounted. A wind power generator / blower 100 shown in FIG. 1 has both functions of a wind power generator and a fan. Specifically, the wind power generator / blower 100 includes a cylindrical casing 101, an attachment 102 for attaching the casing 101 to a desired installation location, and the rotor 1 of the present embodiment housed in the casing 101. Is provided. Further, the wind power generator / blower 100 includes a main shaft 103, a motor 105, a power generation / air blow control unit 104 (control unit) for the wind power generator, a power source 106, and a storage battery 110. In this example, the main shaft 103 and the motor 105 are accommodated in the casing 101, and the power generation / blower control unit 104, the power source 106 and the storage battery 110 are disposed outside the casing 101. The power generation / blower control unit 104 includes an inverter 107, a power regeneration converter 108, and a charge / discharge converter 109. The position of the motor 105 in the casing 101 is fixed by a fixing member (not shown). In FIG. 1, for convenience, the main shaft 103, the motor 105, the power generation / blower control unit 104, the power source 106, the inverter 107, the power regeneration converter 108, the charge / discharge converter 109, and the storage battery 110 are illustrated in a schematic block diagram.

ロータ1は、主軸103に支持されたハブ10と、ハブ10に放射状に連結された複数のブレード20とを、備えている。主軸103は、ハブ10に連結されており、ハブ10の背面から後方(図1の奥側)へ延在している。主軸103の中心軸線は、ロータ1の回転中心軸線Oとなる。図1の例では、ロータ1の主軸103が、ケーシング101の中心軸線上を延びている。   The rotor 1 includes a hub 10 supported by the main shaft 103 and a plurality of blades 20 that are radially connected to the hub 10. The main shaft 103 is connected to the hub 10 and extends rearward (back side in FIG. 1) from the rear surface of the hub 10. The central axis of the main shaft 103 is the rotation central axis O of the rotor 1. In the example of FIG. 1, the main shaft 103 of the rotor 1 extends on the central axis of the casing 101.

主軸103は、モータ105の回転軸と接続されている。モータ105は、発電/送風制御部104に接続されている。
発電/送風制御部104は、本例では、インバータ107、電源回生コンバータ108、及び充放電コンバータ109を含んで構成されている。電源回生コンバータ108は電源106に接続されている。充放電コンバータ109は蓄電池110に接続されている。
発電/送風制御部104は、ロータ1が風力発電機用のロータとして動作する間、主軸103の回転によって回転されるモータ105の回転を利用して、発電を行うように構成されている。ロータ1、主軸103、モータ105、及び発電/送風制御部104は、風力発電機を構成する。これにより、風力発電機兼送風機100が風力発電機として動作する間、ロータ1に当たる風によってロータ1が回転されることにより、モータ105及び発電/送風制御部104により発電し、蓄電又は電源回生が行われるようにされている。
また、発電/送風制御部104は、ロータ1が送風機用のロータとして動作する間、電源106又は蓄電地110を用いて、モータ105を駆動制御するように構成されている。ロータ1、主軸103、モータ105、及び発電/送風制御部104は、送風機を構成する。これにより、風力発電機兼送風機100が送風機として動作する間、モータ105及び発電/送風制御部104によってロータ1が回転されて送風を行うようにされている。
このように、図1の例では、ロータ1、主軸103、モータ105、発電/送風制御部104、電源106、及び蓄電池110は、風力発電機用と送風機用とで兼用される。
風力発電機兼送風機100による風力発電機としての動作と送風機としての動作との切り替えは、例えば、発電/送風制御部104が、外部から入力される切り替え指令に応じて行ってもよいし、あるいは、所定の切り替え条件を満たしたと判断したときに自動で行ってもよい。
The main shaft 103 is connected to the rotation shaft of the motor 105. The motor 105 is connected to the power generation / air blowing control unit 104.
In this example, the power generation / blower control unit 104 includes an inverter 107, a power regeneration converter 108, and a charge / discharge converter 109. The power regeneration converter 108 is connected to the power source 106. The charge / discharge converter 109 is connected to the storage battery 110.
The power generation / blower control unit 104 is configured to generate power using the rotation of the motor 105 rotated by the rotation of the main shaft 103 while the rotor 1 operates as a rotor for a wind power generator. The rotor 1, the main shaft 103, the motor 105, and the power generation / blower control unit 104 constitute a wind power generator. Thus, while the wind power generator / blower 100 operates as a wind power generator, the rotor 1 is rotated by the wind hitting the rotor 1, thereby generating power by the motor 105 and the power generation / air blowing control unit 104, and storing or regenerating power. To be done.
Further, the power generation / blower control unit 104 is configured to drive and control the motor 105 using the power source 106 or the storage battery 110 while the rotor 1 operates as a rotor for the blower. The rotor 1, the main shaft 103, the motor 105, and the power generation / blower control unit 104 constitute a blower. Thereby, while the wind power generator / blower 100 operates as a blower, the rotor 1 is rotated by the motor 105 and the power generation / blower control unit 104 to blow air.
As described above, in the example of FIG. 1, the rotor 1, the main shaft 103, the motor 105, the power generation / blower control unit 104, the power source 106, and the storage battery 110 are used for both the wind power generator and the blower.
For example, the power generation / blower control unit 104 may perform switching between the operation as the wind power generator and the operation as the air blower by the wind power generator / blower 100 according to a switching command input from the outside, or Alternatively, it may be automatically performed when it is determined that a predetermined switching condition is satisfied.

本実施形態のロータ1は、風力発電機用のロータとして動作する間、ロータ1の正面に当たる風(順風)によって回転してモータ105と発電/送風制御部104により発電することができるとともに、ロータ1の背面に当たる風(逆風)によっても回転してモータ105と発電/送風制御部104により発電することができるものである。すなわち、本実施形態のロータ1は、順風及び逆風の両方に対応している。   While operating as a rotor for a wind power generator, the rotor 1 of the present embodiment can be rotated by wind (forward wind) that hits the front of the rotor 1 and can be generated by the motor 105 and the power generation / blow control unit 104, and the rotor The motor 105 and the power generation / blower control unit 104 can also be rotated by wind (back wind) hitting the back surface of the power generator 1 and generate power. That is, the rotor 1 of the present embodiment supports both forward wind and reverse wind.

図1の風力発電機兼送風機100において、ケーシング101は、その両側の開放端にベルマウスを有してもよい。これにより、ケーシング101の両側から風をスムーズにケーシング101内に取り込むことが可能となる。ベルマウスは、正面視において、円形又は四角形等、任意の形状でよい。
また、ケーシング101は、その両側の開放端に、異物がケーシング101内に入るのを防止するための網を有してもよい。
In the wind power generator / blower 100 of FIG. 1, the casing 101 may have bell mouths at open ends on both sides thereof. As a result, wind can be smoothly taken into the casing 101 from both sides of the casing 101. The bell mouth may have an arbitrary shape such as a circle or a quadrangle when viewed from the front.
Moreover, the casing 101 may have a net | network for preventing a foreign material from entering the casing 101 in the open end of the both sides.

図2は、図1の風力発電機兼送風機100の使用例を示している。図2の例では、風力発電機兼送風機100は、地下鉄のトンネルから地上へと延びる換気塔内に設置されている。図2の例では、ロータ1の直径は、例えば600〜900mmである。図に示すように、電車が換気塔を通過するまでの間は、黒い塗りつぶしの矢印で示すように、電車の進行方向前側で、空気が、電車によって押されて換気塔内を通って地上へと排出される。電車が換気塔を通過した後は、白抜き矢印で示すように、電車の進行方向後側で、地上からの空気が、換気塔内を通りトンネル内へと吸引される。このように、換気塔内では、電車の走行によって発生する列車風の風向きが、電車が通過する度に頻繁に(例えば1〜2分毎に)反転する。   FIG. 2 shows an example of use of the wind power generator / blower 100 of FIG. In the example of FIG. 2, the wind power generator / blower 100 is installed in a ventilation tower extending from a subway tunnel to the ground. In the example of FIG. 2, the diameter of the rotor 1 is, for example, 600 to 900 mm. As shown in the figure, until the train passes through the ventilation tower, air is pushed by the train to the ground through the ventilation tower in front of the direction of travel of the train, as indicated by the black arrows. And discharged. After the train passes through the ventilation tower, as indicated by the white arrow, air from the ground is sucked into the tunnel through the ventilation tower on the rear side in the traveling direction of the train. In this way, in the ventilation tower, the direction of the train wind generated by the traveling of the train is reversed frequently (for example, every 1 to 2 minutes) every time the train passes.

図2の例において、通常時では、風力発電機兼送風機100は、風力発電機として動作する。この間、ロータ1は、電車が行き来する度に反転する順風及び逆風によってそれぞれ回転され、ロータ1の回転によって、モータ105と発電/送風制御部104による発電が行われる。一方、トンネル内の火災等により換気が必要な非常時には、風力発電機兼送風機100は、送風機として動作する。この間、ロータ1は、モータ105と発電/送風制御部104によって高速回転され、送風を行うことにより、トンネル内の換気を行う。
なお、図2の例では、ロータ1の回転数は、風力発電機としての動作中は、例えば200〜800rpm付近で風速等に応じて変動し、送風機としての動作中は、風力発電機としての動作時よりも大幅に高く、例えば1500rpm程度で一定にされる。
In the example of FIG. 2, during normal times, the wind power generator / blower 100 operates as a wind power generator. During this time, the rotor 1 is rotated by the normal wind and the reverse wind that are reversed each time the train is moved, and the motor 105 and the power generation / blower control unit 104 generate power by the rotation of the rotor 1. On the other hand, in an emergency where ventilation is required due to a fire in the tunnel, the wind power generator / blower 100 operates as a blower. During this time, the rotor 1 is rotated at a high speed by the motor 105 and the power generation / air blowing control unit 104 to ventilate the tunnel by blowing air.
In the example of FIG. 2, the rotation speed of the rotor 1 fluctuates according to the wind speed or the like, for example, in the vicinity of 200 to 800 rpm during operation as a wind power generator, and as the wind power generator during operation as a blower. It is much higher than that at the time of operation, for example, constant at about 1500 rpm.

図2の例では、風力発電機兼送風機100が、風力発電機の機能と送風機の機能との両方を持つので、例えば、非常時に送風機として動作してトンネル内の換気を可能にするとともに、非常時以外の期間は風力発電機として動作して列車風を発電に有効活用できる。
また、本実施形態のロータ1は、風力発電機用のロータとして動作する間、順風及び逆風のいずれによっても回転してモータ105と発電/送風制御部104により発電できるので、従来のような一方向の風のみに対応したアップウィンド型又はダウンウィンド型のロータに比べて、頻繁に風向きが反転する列車風を有効利用して安定的に発電できる。
なお、後述するように、本実施形態のロータ1は、風力発電機用のロータとして動作する間、順風によって回転するときの回転方向と逆風によって回転するときの回転方向とが同一となるように構成されている。これにより、順風と逆風とが切り換わる際に、回転が徐々に低下し、やがて停止してから反転し始めることが無いので、その分、回転数のロスを抑制でき、ひいては、発電効率の安定性を向上できる。
なお、この風力発電機兼送風機100は、例えば、自動車用のトンネルから地上へ延びるダクト内に設置された状態でも、図2の例と同様に好適に使用できる。
なお、本実施形態の風力発電機兼送風機100は、本実施形態のロータ1と、主軸103と、モータ105と、発電/送風制御部104とを備える限り、図1の例とは異なる構成からなるものでもよい。
In the example of FIG. 2, since the wind power generator / blower 100 has both the functions of the wind power generator and the air blower, for example, it operates as a blower in an emergency to allow ventilation in the tunnel, During periods other than the time, it operates as a wind power generator and can effectively use train wind for power generation.
In addition, the rotor 1 of the present embodiment can be rotated by both the forward wind and the reverse wind while operating as a rotor for a wind power generator, and can generate power by the motor 105 and the power generation / blower control unit 104. Compared to an upwind or downwind rotor that supports only the wind in the direction, the train wind that frequently reverses the wind direction can be effectively used to generate power stably.
As will be described later, while the rotor 1 of the present embodiment operates as a rotor for a wind power generator, the rotation direction when rotating by the normal wind and the rotation direction when rotating by the reverse wind are the same. It is configured. As a result, when the forward wind and the reverse wind are switched, the rotation gradually decreases, and since it does not start to reverse after having stopped, the loss of the rotation speed can be suppressed accordingly, and the power generation efficiency is stabilized. Can be improved.
Note that this wind power generator / blower 100 can be suitably used in the same manner as in the example of FIG. 2, for example, even in a state where the wind power generator / blower 100 is installed in a duct extending from an automobile tunnel to the ground.
Note that the wind power generator / blower 100 of the present embodiment has a configuration different from the example of FIG. 1 as long as the rotor 1, the main shaft 103, the motor 105, and the power generation / blower control unit 104 of the present embodiment are provided. It may be.

なお、本発明のロータは、送風機に組み込まれることは必須ではなく、少なくとも風力発電機に組み込まれていればよい。その場合、モータ(電動機)105は、ジェネレータ(発電機)に置き換わるようにしてもよい。
本実施形態のロータ1が搭載された本実施形態の風力発電機は、例えば、風向きが頻繁に変動するビルの屋上や立体駐車場の塔内等に設置された状態で、好適に使用できる。
In addition, it is not essential that the rotor of the present invention is incorporated in the blower, and it is sufficient that it is incorporated in at least the wind power generator. In that case, the motor (electric motor) 105 may be replaced with a generator (generator).
The wind power generator of the present embodiment on which the rotor 1 of the present embodiment is mounted can be suitably used, for example, in a state where it is installed on the roof of a building where the wind direction frequently fluctuates, in a tower of a multilevel parking lot, or the like.

つぎに、図3〜図4を参照して、本実施形態のロータ1の構成をさらに詳しく説明する。本実施形態のロータ1は、上述の風力発電機兼送風機100に組み込まれており、風力発電機用のロータとしての動作と、送風機用のロータとしての動作とを、切り替えることが可能である。また、本実施形態のロータ1は、風力発電機用のロータとして動作する間、順風によって回転するときの回転方向と逆風によって回転するときの回転方向とが同一となるように、各ブレード20のピッチ角が変化するものである。   Next, the configuration of the rotor 1 of the present embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. The rotor 1 of this embodiment is incorporated in the wind power generator / blower 100 described above, and can be switched between an operation as a rotor for the wind power generator and an operation as a rotor for the air blower. In addition, while the rotor 1 of the present embodiment operates as a rotor for a wind power generator, the rotation direction when rotating by the normal wind and the rotation direction when rotating by the reverse wind are the same. The pitch angle changes.

図3は、本実施形態のロータ1を示す斜視図である。図4は、ロータ1のブレード20近傍部分を示す、図3のA−A線に沿う断面図である。本実施形態のロータ1は、各ブレード20が、ハブ10に対してそれぞれ所定のブレード軸線BAの周りで回転可能に連結されている。ブレード20がブレード軸線BAの周りで回転することによって、ブレード20のピッチ角が変化する。図4の断面図は、ブレード軸線BAに沿っている。図4の左側がロータ1の正面側、図4の右側がロータ1の背面側である。
なお、図3の例において、各ブレード20のブレード軸線BAは、ロータの回転中心軸線Oの方向から観たときに、ロータの回転中心軸線Oを中心としてほぼ放射状に配置されているが、厳密にはそれぞれがロータの径方向に対して若干傾斜しており、ひいては、ロータ1の回転中心軸線Oを通る方向に延びていない。ただし、ブレード軸線BAは、ロータ1の回転中心軸線Oを通る方向に延びてもよい。
FIG. 3 is a perspective view showing the rotor 1 of the present embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3, showing a portion near the blade 20 of the rotor 1. In the rotor 1 of this embodiment, each blade 20 is connected to the hub 10 so as to be rotatable around a predetermined blade axis BA. As the blade 20 rotates around the blade axis BA, the pitch angle of the blade 20 changes. The cross-sectional view of FIG. 4 is along the blade axis BA. The left side of FIG. 4 is the front side of the rotor 1, and the right side of FIG. 4 is the back side of the rotor 1.
In the example of FIG. 3, the blade axis BA of each blade 20 is arranged almost radially around the rotation center axis O of the rotor when viewed from the direction of the rotation center axis O of the rotor. Are slightly inclined with respect to the radial direction of the rotor, and as a result, do not extend in the direction passing through the rotation center axis O of the rotor 1. However, the blade axis BA may extend in a direction passing through the rotation center axis O of the rotor 1.

図4の断面図に示すように、ブレード20は、ブレード20の翼根24(ブレード20におけるハブ10側の端部。)からハブ10内へ延びるブレード軸23と、一体に構成されている。ブレード軸線BAは、ブレード軸23の中心軸線と一致する。ブレード軸23は、ブレード20を形成する材料(例えばアルミニウム)と同じ材料で形成された本体部23cと、本体部23cにインサート成形により埋め込まれたボルト23aとを含んでいる。ブレード軸23の先端部では、ボルト23aのねじ部が本体部23cから露出している。ブレード軸23は、ハブ10に設けられたカップ状のブレード軸保持部11内へ挿入されている。ブレード軸保持部11の開放端11cはロータ外周側(図4の上側)を向いており、ハブ10の外周面に開口を区画している。ブレード軸保持部11の開放端11cとは反対側の底壁11bは、ロータ内周側(図4の下側)を向いている。ブレード軸23の先端部は、ブレード軸保持部11の底壁11bの貫通孔11a内を貫通しており、ブレード軸保持部11の底壁11bよりロータ内周側(図4の下側)から、軸受37を介してナット38でブレード軸保持部11の底壁11bに固定されている。これにより、ロータ1の回転中にブレード軸23が遠心力によってブレード軸保持部11から抜け出るのが防止されている。軸受37としては、例えばスラスト玉軸受が好適である。   As shown in the cross-sectional view of FIG. 4, the blade 20 is configured integrally with a blade shaft 23 that extends into the hub 10 from the blade root 24 of the blade 20 (the end of the blade 20 on the hub 10 side). The blade axis BA coincides with the central axis of the blade shaft 23. The blade shaft 23 includes a main body portion 23c formed of the same material as the material (for example, aluminum) forming the blade 20, and a bolt 23a embedded in the main body portion 23c by insert molding. At the tip end portion of the blade shaft 23, the screw portion of the bolt 23a is exposed from the main body portion 23c. The blade shaft 23 is inserted into a cup-shaped blade shaft holding portion 11 provided on the hub 10. The open end 11 c of the blade shaft holding part 11 faces the rotor outer peripheral side (the upper side in FIG. 4), and defines an opening on the outer peripheral surface of the hub 10. The bottom wall 11b opposite to the open end 11c of the blade shaft holding portion 11 faces the rotor inner peripheral side (lower side in FIG. 4). The tip of the blade shaft 23 passes through the through hole 11a of the bottom wall 11b of the blade shaft holding portion 11, and from the inner peripheral side of the rotor (the lower side in FIG. 4) from the bottom wall 11b of the blade shaft holding portion 11. The nut 37 is fixed to the bottom wall 11 b of the blade shaft holding part 11 through the bearing 37. This prevents the blade shaft 23 from coming out of the blade shaft holding portion 11 due to centrifugal force during rotation of the rotor 1. As the bearing 37, for example, a thrust ball bearing is suitable.

ブレード軸23におけるブレード20側の端部は、軸受30を介してブレード軸保持部11に対して回転自在に連結されている。図の例では、ブレード軸23の外周面とブレード軸保持部11の内周面との間に、ブレード軸線BAの方向に重ねられた2つの軸受30が介在している。この軸受30としては、例えばシール付きの玉軸受又はすべり軸受が好適である。軸受30をシール付きとすることにより、軸受30の防じん性を高めることができる。また、これらの軸受30は、それよりロータ内周側でブレード軸23に螺着された軸受ナット31によって、ロータ内周側へ位置ずれしないようにされている。さらに、これらの軸受30は、それよりロータ外周側で、ハブ10の外周面にボルト33により固定された軸受カバー32によって、ロータ外周側へ位置ずれしないようにされている。
このような構成によって、各ブレード20のブレード軸23は軸受30を介してハブ10のブレード保持部11に対して回転自在に連結されており、ロータ1が風力発電機用のロータとして動作する間、各ブレード20のピッチ角は、ロータ1に当たる風のみに応じて受動的に変化するようにされている。
An end portion of the blade shaft 23 on the blade 20 side is rotatably connected to the blade shaft holding portion 11 via a bearing 30. In the example shown in the figure, two bearings 30 that are overlapped in the direction of the blade axis BA are interposed between the outer peripheral surface of the blade shaft 23 and the inner peripheral surface of the blade shaft holding portion 11. As this bearing 30, for example, a ball bearing or a slide bearing with a seal is suitable. By providing the bearing 30 with a seal, the dust resistance of the bearing 30 can be enhanced. Further, these bearings 30 are prevented from being displaced toward the rotor inner peripheral side by a bearing nut 31 screwed to the blade shaft 23 on the inner peripheral side of the rotor. Further, these bearings 30 are prevented from being displaced toward the outer periphery of the rotor by a bearing cover 32 fixed to the outer peripheral surface of the hub 10 by bolts 33 on the outer peripheral side of the rotor.
With such a configuration, the blade shaft 23 of each blade 20 is rotatably connected to the blade holding portion 11 of the hub 10 via the bearing 30, while the rotor 1 operates as a rotor for a wind power generator. The pitch angle of each blade 20 is passively changed according to only the wind hitting the rotor 1.

各ブレード20のブレード軸23には、遠心ロック機構40が設けられている。遠心ロック機構40は、ロータ1の回転数が所定の回転数PRS以上になったときの遠心力の作用により作動して、ブレード20のピッチ角が所定のピッチ角PPAとなった状態でブレード軸23の回転を阻止する。
なお、「所定の回転数PRS」は、ロータ1が送風機用のロータとして動作する際のロータ1の回転数と同じ又はそれより低い値に予め設定される。これにより、ロータ1が送風機用のロータとして動作する間は、遠心ロック機構40が作動した状態となり、各ブレード20のピッチ角が所定のピッチ角PPAに固定される。これにより、安定的な送風が可能となる。
また、「所定のピッチ角PPA」は、ロータ1が送風機用のロータとして動作する際に好適な送風量が得られるような値に予め設定される。
A centrifugal lock mechanism 40 is provided on the blade shaft 23 of each blade 20. The centrifugal lock mechanism 40 is activated by the action of centrifugal force when the rotational speed of the rotor 1 is equal to or higher than a predetermined rotational speed PRS, and the blade shaft 20 is in a state where the pitch angle of the blade 20 becomes the predetermined pitch angle PPA. 23 is prevented from rotating.
The “predetermined rotational speed PRS” is set in advance to a value equal to or lower than the rotational speed of the rotor 1 when the rotor 1 operates as a rotor for a blower. As a result, while the rotor 1 operates as a blower rotor, the centrifugal lock mechanism 40 is activated, and the pitch angle of each blade 20 is fixed to a predetermined pitch angle PPA. Thereby, stable ventilation can be performed.
Further, the “predetermined pitch angle PPA” is set in advance to a value such that a suitable air flow rate is obtained when the rotor 1 operates as a rotor for a blower.

遠心ロック機構40は、図4に示すように、錘35と、ガイドピン36と、付勢部材34と、ブレード軸23の係合部23bとを、有している。図4において、遠心ロック機構40が作動していない状態での錘35及び付勢部材34を実線で示し、遠心ロック機構40が作動している状態での錘35及び付勢部材34を二点鎖線で示している。
錘35は、環状に構成されており、ブレード軸保持部11内において、軸受ナット31よりもロータ内周側(図4の下側)に配置されている。錘35の中心の貫通孔35aには、ブレード軸23が挿通されている。また、錘35には、ブレード軸23が挿通された貫通孔35aとは別に、ブレード軸線BA方向に延在する貫通孔35bが形成されており、この貫通孔35b内には、ガイドピン36が挿通されている。ガイドピン36の一端は、ブレード軸保持部11の底壁11bに固定されている。錘35と軸受ナット31との間には、錘35に対してロータ内周側に向けた付勢力を与える付勢部材34が設けられている。付勢部材34は、例えばコイルばねからなる。ブレード軸23及び錘35は、互いに係合可能な形状に構成された、係合部23b及び被係合部35cを、それぞれ有している。ブレード軸23の係合部23bと錘35の被係合部35cとが互いに係合するとき、ブレード20のピッチ角は、例えば後述するストッパー52(図5)の作用によって、所定のピッチ角PPAとなる。
As shown in FIG. 4, the centrifugal lock mechanism 40 includes a weight 35, a guide pin 36, an urging member 34, and an engaging portion 23 b of the blade shaft 23. In FIG. 4, the weight 35 and the urging member 34 in a state where the centrifugal lock mechanism 40 is not operated are shown by solid lines, and the weight 35 and the urging member 34 in a state where the centrifugal lock mechanism 40 is operating are shown at two points. Shown with a chain line.
The weight 35 is formed in an annular shape, and is disposed in the blade shaft holding portion 11 on the rotor inner peripheral side (lower side in FIG. 4) with respect to the bearing nut 31. The blade shaft 23 is inserted through the through hole 35 a at the center of the weight 35. The weight 35 has a through hole 35b extending in the direction of the blade axis BA, in addition to the through hole 35a through which the blade shaft 23 is inserted, and a guide pin 36 is formed in the through hole 35b. It is inserted. One end of the guide pin 36 is fixed to the bottom wall 11 b of the blade shaft holding part 11. A biasing member 34 is provided between the weight 35 and the bearing nut 31 to give a biasing force toward the rotor inner peripheral side with respect to the weight 35. The biasing member 34 is made of, for example, a coil spring. The blade shaft 23 and the weight 35 each have an engaging portion 23b and an engaged portion 35c configured to be engageable with each other. When the engaging portion 23b of the blade shaft 23 and the engaged portion 35c of the weight 35 are engaged with each other, the pitch angle of the blade 20 is, for example, a predetermined pitch angle PPA by the action of a stopper 52 (FIG. 5) described later. It becomes.

ロータ1が送風機用のロータとしての動作を開始すると、ロータ1がモータ105によって回転されることによって、ロータ1の回転数が一気に上昇する。ロータ1の回転数が所定の回転数PRS以上になったとき、図4の二点鎖線で示すように、錘35は、ロータ1の回転数の上昇とともに増大した遠心力の作用によって、付勢部材34の付勢力に対抗しながら、かつ、ガイドピン36によって案内されながら、ロータ外周側(図4の上側)へと移動する。ブレード軸23の係合部23bと錘35の被係合部35cとが互いに係合すると、錘35のロータ外周側への移動が止まる。このとき、ブレード20のピッチ角は所定のピッチ角PPAであり、ブレード軸23の回転は錘35によって阻止される。   When the rotor 1 starts to operate as a blower rotor, the rotor 1 is rotated by the motor 105, whereby the rotational speed of the rotor 1 is increased at a stretch. When the rotational speed of the rotor 1 becomes equal to or higher than the predetermined rotational speed PRS, the weight 35 is energized by the action of centrifugal force that increases as the rotational speed of the rotor 1 increases, as shown by the two-dot chain line in FIG. The rotor 34 moves toward the outer periphery of the rotor (upper side in FIG. 4) while resisting the biasing force of the member 34 and being guided by the guide pins 36. When the engaging portion 23b of the blade shaft 23 and the engaged portion 35c of the weight 35 are engaged with each other, the movement of the weight 35 to the rotor outer peripheral side stops. At this time, the pitch angle of the blade 20 is a predetermined pitch angle PPA, and the rotation of the blade shaft 23 is blocked by the weight 35.

次に、図5を参照して、本実施形態のロータ1の動作を説明する。図5(a)及び図5(b)は、ロータ1が風力発電機用のロータとして動作する間において、それぞれ順風及び逆風により回転するときの様子を示す側面図であり、図5(c)は、ロータ1が送風機用のロータとして動作する間において、モータ105の駆動によって回転するときの様子を示す側面図である。図5(a)〜図5(c)のそれぞれにおいて、図の左側がロータ1の正面側、図の右側がロータ1の背面側である。本実施形態では、各ブレード20のピッチ角θが、図5(a)〜図5(c)の各状態でそれぞれ異なる。   Next, the operation of the rotor 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIGS. 5 (a) and 5 (b) are side views showing a state in which the rotor 1 is rotated by normal wind and reverse wind while the rotor 1 operates as a rotor for a wind power generator, respectively, and FIG. 5 (c). These are side views which show a mode when rotating with the drive of the motor 105, while the rotor 1 operate | moves as a rotor for air blowers. In each of FIGS. 5A to 5C, the left side of the figure is the front side of the rotor 1, and the right side of the figure is the back side of the rotor 1. In the present embodiment, the pitch angle θ of each blade 20 is different in each state of FIGS. 5A to 5C.

なお、本明細書において、「ピッチ角θ」とは、ブレード20上のあるロータ半径方向位置における、ロータ1の回転中心軸線Oに対して垂直な仮想平面Pと、ブレード20の翼弦線CHL(ブレード20の前縁21と後縁22とを結ぶ直線)との間の、絶対値が小さいほうの角度であり、ピッチ角の方向も考慮して、+(正)または−(負)の値をとるものとする。図5(a)〜図5(c)では、便宜上、ブレード20の翼根での翼弦線CHL及びピッチ角θを示している。ブレード20の翼弦線CHLが、ブレード20の前縁21がブレードの後縁22よりもロータ1の正面側に位置するように傾斜しているときは、ピッチ角θは+(正)の値であるものとし、ブレード20の翼弦線CHLが、ブレード20の前縁21がブレード20の後縁22よりもロータ1の背面側に位置するように傾斜しているときは、ピッチ角θは−(負)の値であるものとする。本明細書では、特に断りがない場合、「ブレードのピッチ角θ」とは、ブレードの翼根でのピッチ角を指すものとする。
また、ブレード20の「前縁21」は、ブレード20の翼型(ブレード20の厚さ方向の断面)におけるロータ1の回転方向RDの前側の端であり、「後縁22」は、ブレード20の翼型におけるロータ1の回転方向RDの後側の端である。
In this specification, “pitch angle θ” means a virtual plane P perpendicular to the rotation center axis O of the rotor 1 and a chord line CHL of the blade 20 at a certain rotor radial position on the blade 20. (A straight line connecting the front edge 21 and the rear edge 22 of the blade 20) is an angle having a smaller absolute value, and + (positive) or-(negative) in consideration of the direction of the pitch angle. Take the value. 5A to 5C show the chord line CHL and the pitch angle θ at the blade root of the blade 20 for the sake of convenience. When the chord line CHL of the blade 20 is inclined such that the leading edge 21 of the blade 20 is located on the front side of the rotor 1 with respect to the trailing edge 22 of the blade, the pitch angle θ is a value of + (positive). When the chord line CHL of the blade 20 is inclined such that the front edge 21 of the blade 20 is located on the back side of the rotor 1 with respect to the rear edge 22 of the blade 20, the pitch angle θ is It shall be a negative value. In this specification, unless otherwise specified, the “blade pitch angle θ” refers to the pitch angle at the blade root of the blade.
Further, the “front edge 21” of the blade 20 is an end on the front side in the rotational direction RD of the rotor 1 in the airfoil of the blade 20 (cross section in the thickness direction of the blade 20), and the “rear edge 22” is the blade 20. This is the rear end of the rotor 1 in the rotational direction RD of the airfoil.

図5の例では、ハブ10の外周面に、各ブレード20に対して、ブレード20のピッチ角θの可変範囲を、それぞれ−(負)側及び+(正)側で規制するための、ストッパー51、52が設けられている。図5の例において、ストッパー51、52は、ブレード20と係合可能な突起として構成されている。ストッパー51、52を設けることによって、例えば強風時等で、ブレード20がブレード軸線BAの周りで過剰に回転するのを防止できる。
ただし、ストッパー51、52は、ブレード20のピッチ角θの可変範囲を、それぞれ−(負)側及び+(正)側で規制し得るものである限り、任意の構成からなるものでもよい。例えば、ブレード20のピッチ角θの可変範囲を、それぞれ−(負)側及び+(正)側で規制し得るストッパーが、ハブ10のブレード軸保持部11内に配置されて、ブレード軸23と係合可能に構成されてもよい。その場合、図5の例のようなハブ10の外周面上のストッパー51、52は必須ではない。
In the example of FIG. 5, a stopper for regulating the variable range of the pitch angle θ of the blade 20 on the outer peripheral surface of the hub 10 on the − (negative) side and the + (positive) side, respectively. 51 and 52 are provided. In the example of FIG. 5, the stoppers 51 and 52 are configured as protrusions that can be engaged with the blade 20. By providing the stoppers 51 and 52, it is possible to prevent the blade 20 from rotating excessively around the blade axis BA, for example, in a strong wind.
However, the stoppers 51 and 52 may have any configuration as long as the variable range of the pitch angle θ of the blade 20 can be regulated on the − (negative) side and the + (positive) side, respectively. For example, a stopper capable of regulating the variable range of the pitch angle θ of the blade 20 on the − (negative) side and the + (positive) side is disposed in the blade shaft holding portion 11 of the hub 10, You may be comprised so that engagement is possible. In that case, the stoppers 51 and 52 on the outer peripheral surface of the hub 10 as in the example of FIG. 5 are not essential.

本実施形態では、ロータ1が風力発電機用のロータとして動作する間、各ブレード20のブレード軸23は軸受30を介してハブ10のブレード保持部11に対して回転自在に連結されているとともに、遠心ロック機構40が作動していないので、各ブレード20のピッチ角θは、ロータ1に当たる風のみに応じて受動的に変化する。この間、各ブレード20のピッチ角θは、風の速さや向きによって変動し得る。
図5(a)に示すように、ロータ1が風力発電機用のロータとして動作する間において、ロータ1が順風によって回転するときは、各ブレード20の翼弦線CHLが、ブレード20のほぼ全長(図の例では全長)にわたって、ブレード20の前縁21がブレード20の後縁22よりもロータ1の正面側に位置するように傾斜する。言い換えれば、このとき、各ブレード20のピッチ角θが、ブレード20のほぼ全長(図の例では全長)にわたって、+(正)の値をとる。このときのロータ1の回転方向RDは、ロータ1の背面側から正面側を観た時の時計回りである。
一方、図5(b)に示すように、ロータ1が風力発電機用のロータとして動作する間において、ロータ1が逆風によって回転するときは、各ブレード20の翼弦線CHLが、ブレード20のほぼ全長(図の例では全長)にわたって、ブレード20の前縁21がブレード20の後縁22よりもロータ1の背面側に位置するように傾斜する。言い換えれば、このとき、各ブレード20のピッチ角θが、ブレード20のほぼ全長(図の例では全長)にわたって、−(負)の値をとる。このときのロータ1の回転方向RDは、図5(a)の順風時と同じ、ロータ1の背面側から正面側を観た時の時計回りである。なお、図5(b)の例では、ストッパー51の作用によって、ブレード20のピッチ角θの−(負)側の可変範囲が規制される。
このように順風時と逆風時とでブレード20のピッチ角θが変化することにより、順風時と逆風時とでのロータ1の回転方向RDを同一とすることができる。これにより、順風と逆風とが切り換わる際に、回転が徐々に低下し、やがて停止してから反転し始めることが無いので、その分、回転数のロスを抑制できる。ひいては、風向きの変動に対する発電効率の安定性を向上できる。
本明細書において、「ブレード20のほぼ全長」とは、ブレード20の全長の70〜100%を指すが、好ましくは80〜100%、より好ましくは90〜100%である。
In this embodiment, while the rotor 1 operates as a rotor for a wind power generator, the blade shaft 23 of each blade 20 is rotatably connected to the blade holding portion 11 of the hub 10 via the bearing 30. Since the centrifugal lock mechanism 40 is not operated, the pitch angle θ of each blade 20 changes passively according to only the wind hitting the rotor 1. During this time, the pitch angle θ of each blade 20 can vary depending on the speed and direction of the wind.
As shown in FIG. 5A, when the rotor 1 is rotated as a wind power generator while the rotor 1 is rotated by normal wind, the chord line CHL of each blade 20 is substantially the entire length of the blade 20. The blade 20 is inclined so that the front edge 21 of the blade 20 is located on the front side of the rotor 1 with respect to the rear edge 22 of the blade 20 (overall length in the example in the figure). In other words, at this time, the pitch angle θ of each blade 20 takes a value of + (positive) over almost the entire length of the blade 20 (full length in the example in the figure). The rotation direction RD of the rotor 1 at this time is clockwise when the front side is viewed from the back side of the rotor 1.
On the other hand, as shown in FIG. 5 (b), when the rotor 1 rotates as a wind power generator rotor and the rotor 1 is rotated by the reverse wind, the chord line CHL of each blade 20 is The blade 20 is inclined so that the front edge 21 of the blade 20 is positioned on the back side of the rotor 1 with respect to the rear edge 22 of the blade 20 over substantially the entire length (full length in the example in the figure). In other words, at this time, the pitch angle θ of each blade 20 takes a negative value over almost the entire length of the blade 20 (full length in the example in the figure). The rotation direction RD of the rotor 1 at this time is the same as that in the normal wind of FIG. 5A, and is clockwise when the front side is viewed from the back side of the rotor 1. In the example of FIG. 5B, the variable range on the − (negative) side of the pitch angle θ of the blade 20 is regulated by the action of the stopper 51.
As described above, the pitch angle θ of the blade 20 changes between the normal wind and the reverse wind, so that the rotation direction RD of the rotor 1 can be the same between the normal wind and the reverse wind. As a result, when the forward wind and the reverse wind are switched, the rotation gradually decreases, and since it does not start to reverse after having stopped, the loss of the rotational speed can be suppressed accordingly. As a result, it is possible to improve the stability of the power generation efficiency against fluctuations in the wind direction.
In the present specification, the “substantially full length of the blade 20” refers to 70 to 100% of the total length of the blade 20, preferably 80 to 100%, more preferably 90 to 100%.

一方、本実施形態では、ロータ1が送風機用のロータとして動作する間、ロータ1はモータ105と発電/送風制御部104によって高速回転され、各ブレード20のブレード軸23の遠心ロック機構40が作動した状態となり、各ブレード20のピッチ角θが所定のピッチ角PPAにて固定される。
図5(c)に示す例では、ロータ1が送風機用のロータとして動作する間において、ロータ1の回転方向RDは、風力発電機用のロータとしての動作時と同じ、ロータ1の背面側から正面側を観た時の時計回りとしている。そして、各ブレード20の翼弦線CHLが、ブレード20のほぼ全長(図の例では全長)にわたって、ブレード20の前縁21がブレード20の後縁22よりもロータ1の正面側に位置するように傾斜する。言い換えれば、このとき、各ブレード20のピッチ角θが、ブレード20のほぼ全長(図の例では全長)にわたって、+(正)の値をとる。各ブレード20の翼根でのピッチ角θは、所定のピッチ角PPA(本例では+の値)である。また、ブレード20の翼厚中心線CALが、ロータ1の正面側が凸となるように湾曲している。これにより、風が、ロータ1の正面側から背面側へ向けてロータ1の回転中心軸線O方向に送られる。
なお、図5(c)の例では、ブレード20のピッチ角θの+(正)側の可変範囲を規制するストッパー52の作用によって、遠心ロック機構40の始動時点又はその直前に、各ブレード20のピッチ角θが所定のピッチ角PPAに位置付けされる。
On the other hand, in this embodiment, while the rotor 1 operates as a blower rotor, the rotor 1 is rotated at a high speed by the motor 105 and the power generation / blower control unit 104, and the centrifugal lock mechanism 40 of the blade shaft 23 of each blade 20 is operated. Thus, the pitch angle θ of each blade 20 is fixed at a predetermined pitch angle PPA.
In the example shown in FIG. 5C, while the rotor 1 operates as a blower rotor, the rotation direction RD of the rotor 1 is the same as that when operating as a wind power generator rotor, from the back side of the rotor 1. Clockwise when looking at the front side. Then, the chord line CHL of each blade 20 extends over almost the entire length of the blade 20 (the entire length in the example in the figure) so that the front edge 21 of the blade 20 is positioned on the front side of the rotor 1 with respect to the rear edge 22 of the blade 20. Inclined to. In other words, at this time, the pitch angle θ of each blade 20 takes a value of + (positive) over almost the entire length of the blade 20 (full length in the example in the figure). The pitch angle θ at the blade root of each blade 20 is a predetermined pitch angle PPA (a value of + in this example). Further, the blade thickness center line CAL of the blade 20 is curved so that the front side of the rotor 1 is convex. Thus, the wind is sent in the direction of the rotation center axis O of the rotor 1 from the front side to the back side of the rotor 1.
In the example of FIG. 5C, each blade 20 is activated at the time of starting the centrifugal lock mechanism 40 or immediately before it by the action of the stopper 52 that regulates the variable range on the + (positive) side of the pitch angle θ of the blade 20. Is positioned at a predetermined pitch angle PPA.

図5に示すように、ロータ1が送風機用のロータとして動作する間における、ブレード20の翼根での翼弦線CHLとロータ1の回転中心軸線Oに対して垂直な仮想平面Pとの間の鋭角側のなす角度(ピッチ角θ(=PPA)の絶対値。)は、ロータ1が風力発電機用のロータとして動作する間(順風時及び逆風時)でのブレード20の翼根での翼弦線CHLとロータ1の回転中心軸線Oに対して垂直な仮想平面Pとの間の鋭角側のなす角度(ピッチ角θの絶対値。)よりも、大きいと、好適である。これにより、送風時での送風量を向上できる。   As shown in FIG. 5, between the chord line CHL at the blade root of the blade 20 and the virtual plane P perpendicular to the rotation center axis O of the rotor 1 while the rotor 1 operates as a rotor for a blower. The angle formed by the acute angle side (the absolute value of the pitch angle θ (= PPA)) is determined at the blade root of the blade 20 during the time when the rotor 1 operates as a rotor for a wind power generator (in normal wind and reverse wind). It is preferable that the angle is larger than the angle (absolute value of the pitch angle θ) formed between the chord line CHL and the virtual plane P perpendicular to the rotation center axis O of the rotor 1. Thereby, the ventilation volume at the time of ventilation can be improved.

なお、ロータ1が風力発電機用のロータとして動作する間において、図5(a)のようにロータ1が順風によって回転するときは、各ブレード20の翼根でのピッチ角θが、30°〜45°の範囲内に収まるようにされると、発電効率の観点から好適である。
ロータ1が風力発電機用のロータとして動作する間において、図5(b)のようにロータ1が逆風によって回転するときは、各ブレード20の翼根でのピッチ角θが、−25°〜−10°の範囲内に収まるようにされると、発電効率の観点から好適である。
ロータ1が送風機用のロータとして動作する間においては、図5(c)のように各ブレード20の翼根でのピッチ角θ(=PPA)が、45°〜60°の範囲内に設定されると、送風量の観点から好適である。
While the rotor 1 operates as a rotor for a wind power generator, when the rotor 1 is rotated by normal wind as shown in FIG. 5A, the pitch angle θ at the blade root of each blade 20 is 30 °. It is preferable from the viewpoint of power generation efficiency to be within a range of ˜45 °.
While the rotor 1 operates as a rotor for a wind power generator, when the rotor 1 is rotated by a reverse wind as shown in FIG. 5B, the pitch angle θ at the blade root of each blade 20 is −25 ° to If it is set within the range of −10 °, it is preferable from the viewpoint of power generation efficiency.
While the rotor 1 operates as a blower rotor, the pitch angle θ (= PPA) at the blade root of each blade 20 is set within a range of 45 ° to 60 ° as shown in FIG. Then, it is suitable from the viewpoint of the amount of blown air.

なお、本実施形態のロータ1は、様々な変形例が可能である。
例えば、ロータ1は、送風機に組み込まれて送風機用のロータとして動作可能にされなくてもよい。その場合、ロータ1は、遠心ロック機構40を備える必要はない。
The rotor 1 according to the present embodiment can be modified in various ways.
For example, the rotor 1 does not have to be incorporated into a blower and be operable as a blower rotor. In that case, the rotor 1 does not need to include the centrifugal lock mechanism 40.

また、図4の断面図を参照して説明した構成の例では、ロータ1は、風力発電機用のロータとして動作する間、各ブレード20のピッチ角が、ロータ1に当たる風のみに応じて受動的に変化するように構成され、また、送風機用のロータとして動作する間は、遠心ロック機構40の作用によって、各ブレード20のピッチ角が所定のピッチ角に固定されるように構成されている。これにより、ロータ1の構造をシンプルにでき、耐久性を向上できる。
ただし、ロータ1は、風力発電機用のロータとして動作する間、順風によって回転するときの回転方向と逆風によって回転するときの回転方向とが同一となるように、各ブレード20のピッチ角を能動的に制御してもよい。この構成によっても、風向きの変動に対する発電効率の安定性を向上できる。その場合、ロータ1は、ストッパー51、52を備える必要はない。
この場合、図6に示すように、ロータ1は、各ブレード20を駆動することにより各ブレード20のピッチ角を制御するブレード駆動部60と、ロータ1に当たる風の向きを検知する風向検知部61と、をさらに備えるとよい。ブレード駆動部60は、例えば、CPUと、このCPUの指令に従って各ブレード20を電動式又はエア駆動式により駆動する駆動機構とを含んで構成されており、各ブレード20をブレード軸線BAの周りで回転させることにより、ブレード20のピッチ角を変化させる。そして、ロータ1が風力発電機用のロータとして動作する間、ブレード駆動部60は、風向検知部61からの出力に応じて、ロータ1に順風又は逆風のいずれが当たっているかを判別し、順風が当たっていると判別したときは図5(a)の動作となるように、逆風が当たっていると判別したときは図5(b)の動作となるように、それぞれ各ブレード20のピッチ角を制御するとよい。このとき、ブレード駆動部60は、順風時と逆風時とでのピッチ角を、それぞれ所定のピッチ角で固定としてもよいし、あるいは、風速等に応じてそれぞれ所定のピッチ角の範囲内で変動させるようにしてもよい。
さらに、このロータ1を送風機用のロータとしても動作可能とする場合は、ロータ1が送風機用のロータとして動作する間、ブレード駆動部60による制御によって、各ブレード20のピッチ角を、所定のピッチ角PPAに固定すればよい。その場合、ロータ1は、遠心ロック機構40を備える必要はない。
In the example of the configuration described with reference to the cross-sectional view of FIG. 4, while the rotor 1 operates as a rotor for a wind power generator, the pitch angle of each blade 20 is passive according to only the wind hitting the rotor 1. The pitch angle of each blade 20 is fixed to a predetermined pitch angle by the action of the centrifugal lock mechanism 40 while operating as a rotor for a blower. . Thereby, the structure of the rotor 1 can be simplified and durability can be improved.
However, while the rotor 1 operates as a rotor for a wind power generator, the pitch angle of each blade 20 is active so that the rotation direction when rotating by the normal wind and the rotation direction when rotating by the reverse wind are the same. May be controlled automatically. Also with this configuration, it is possible to improve the stability of power generation efficiency against fluctuations in the wind direction. In that case, the rotor 1 does not need to include the stoppers 51 and 52.
In this case, as shown in FIG. 6, the rotor 1 includes a blade driving unit 60 that controls the pitch angle of each blade 20 by driving each blade 20, and a wind direction detecting unit 61 that detects the direction of the wind hitting the rotor 1. And may be further provided. The blade drive unit 60 includes, for example, a CPU and a drive mechanism that drives each blade 20 by an electric type or an air drive type in accordance with a command from the CPU. The blades 20 are arranged around the blade axis BA. By rotating, the pitch angle of the blade 20 is changed. Then, while the rotor 1 operates as a rotor for a wind power generator, the blade driving unit 60 determines whether the wind is applied to the rotor 1 according to the output from the wind direction detection unit 61, The pitch angle of each blade 20 is the same as that shown in FIG. 5A when it is determined that the blade is hit, and the operation shown in FIG. It is good to control. At this time, the blade drive unit 60 may fix the pitch angle during normal wind and reverse wind at a predetermined pitch angle, or may vary within a predetermined pitch angle range according to the wind speed or the like. You may make it make it.
Further, when the rotor 1 can be operated as a rotor for a blower, the pitch angle of each blade 20 is set to a predetermined pitch by control by the blade drive unit 60 while the rotor 1 operates as a rotor for a blower. What is necessary is just to fix to corner PPA. In that case, the rotor 1 does not need to include the centrifugal lock mechanism 40.

なお、図5の例において、ブレード20のほぼ全長にわたって、ブレード20の翼厚中心線CALが、ロータ1の正面側が凸となるように湾曲している。これにより、逆風時での発電効率を向上できるとともに、送風時での送風効率を向上できる。ただし、ブレード20の翼厚中心線CALの形状は任意のものでよく、例えば、直線状でもよい。   In the example of FIG. 5, the blade thickness center line CAL of the blade 20 is curved so that the front side of the rotor 1 is convex over almost the entire length of the blade 20. Thereby, while being able to improve the power generation efficiency at the time of a headwind, the ventilation efficiency at the time of ventilation can be improved. However, the shape of the blade thickness center line CAL of the blade 20 may be arbitrary, for example, may be linear.

図5(c)の例に限らず、ロータ1が送風機用のロータとして動作する間において、ロータ1の回転方向RDをロータ1の背面側から正面側を観た時の時計回りとする場合、各ブレード20の翼弦線CHLが、ブレード20のほぼ全長にわたって、ブレード20の前縁21がブレード20の後縁22よりもロータ1の背面側に位置するように傾斜するようにしてもよい。この場合、各ブレード20の翼厚中心線CALは、直線状であるか、あるいは、ロータ1の背面側が凸となるように湾曲していると、よい。このとき、各ブレード20のピッチ角θが、ブレード20のほぼ全長にわたって、−(負)の値をとる。各ブレード20の翼根でのピッチ角θは、所定のピッチ角PPA(−の値)である。これにより、風が、ロータ1の背面側から正面側へ向けてロータ1の回転中心軸線O方向に送られる。   In the case where the rotation direction RD of the rotor 1 is the clockwise direction when the front side is viewed from the back side of the rotor 1 while the rotor 1 operates as a blower rotor, not limited to the example of FIG. The chord line CHL of each blade 20 may be inclined so that the front edge 21 of the blade 20 is located on the back side of the rotor 1 with respect to the rear edge 22 of the blade 20 over substantially the entire length of the blade 20. In this case, the blade thickness center line CAL of each blade 20 may be linear or curved so that the back side of the rotor 1 is convex. At this time, the pitch angle θ of each blade 20 takes a negative value over almost the entire length of the blade 20. The pitch angle θ at the blade root of each blade 20 is a predetermined pitch angle PPA (−). Thus, the wind is sent in the direction of the rotation center axis O of the rotor 1 from the back side to the front side of the rotor 1.

なお、本実施形態のロータ1は、様々な変形例が可能である。
例えば、ロータ1は、送風機に組み込まれて送風機用のロータとして動作可能にされなくてもよく、少なくとも風力発電機に組み込まれて風力発電機用のロータとして動作可能にされていればよい。
The rotor 1 according to the present embodiment can be modified in various ways.
For example, the rotor 1 does not need to be incorporated into a blower and be operable as a rotor for a blower, but may be at least incorporated into a wind generator and be operable as a rotor for a wind generator.

なお、本発明のロータでは、ブレードの形状は任意のものでよい。
例えば、ブレードのピッチ角は、図5の例のようにブレードの翼根から翼端に向かうにつれて徐々に変化してもよいし、あるいは、ブレードの全長にわたって一定でもよい。
また、ブレードの翼型における翼厚の最大値が、図5の例のようにブレードの全長にわたって一定でもよいし、あるいは、ブレードの翼根から翼端に向かうにつれて徐々に減少してもよい。
また、ブレードをロータの回転中心軸線に対して垂直な方向に展開したとき(すなわち、ブレードのピッチ角をブレードの全長にわたって0°にしたとき)に、ブレードを正面視したときのブレードの2次元形状は、図5の例のように略四角形状に限られず、任意の形状でよい。
In the rotor of the present invention, the shape of the blade may be arbitrary.
For example, the pitch angle of the blade may be gradually changed from the blade root to the blade tip as in the example of FIG. 5, or may be constant over the entire length of the blade.
Further, the maximum value of the blade thickness in the blade airfoil may be constant over the entire length of the blade as in the example of FIG. 5, or may gradually decrease from the blade root to the blade tip.
In addition, when the blade is deployed in a direction perpendicular to the rotation axis of the rotor (that is, when the blade pitch angle is 0 ° over the entire length of the blade), the two-dimensional shape of the blade when viewed from the front. The shape is not limited to a substantially square shape as in the example of FIG. 5, and may be any shape.

本発明のロータは、風車等の風力発電機に用いることができる。   The rotor of the present invention can be used for a wind power generator such as a windmill.

1 ロータ
10 ハブ
11 ブレード軸保持部
11a 貫通孔
11b 底壁
11c 開口端
20 ブレード
21 前縁
22 後縁
23 ブレード軸
23a ボルト
23b 係合部
23c 本体部
24 翼根
30 軸受
31 軸受ナット
32 軸受カバー
33 ボルト
34 付勢部材
35 錘
35a、35b 貫通孔
35c 被係合部
36 ガイドピン
37 軸受
38 ナット
40 遠心ロック機構
51、52 ストッパー
60 ブレード駆動部
61 風向検知部
100 風力発電機兼送風機
101 ケーシング
102 取付具
103 主軸
104 発電/送風制御部(制御部)
105 モータ
106 電源
107 インバータ
108 電源回生コンバータ
109 充放電コンバータ
110 蓄電池
BA ブレード軸線
CAL 翼厚中心線
CHL 翼弦線
O ロータの回転中心軸線
P ロータの回転中心軸線に対して垂直な仮想平面
RD 回転方向
θ ピッチ角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotor 10 Hub 11 Blade shaft holding | maintenance part 11a Through-hole 11b Bottom wall 11c Open end 20 Blade 21 Front edge 22 Rear edge 23 Blade shaft 23a Bolt 23b Engagement part 23c Body part 24 Blade root 30 Bearing 31 Bearing nut 32 Bearing cover 33 Bolt 34 Energizing member 35 Weight 35a, 35b Through hole 35c Engaged part 36 Guide pin 37 Bearing 38 Nut 40 Centrifugal lock mechanism 51, 52 Stopper 60 Blade drive part 61 Wind direction detection part 100 Wind power generator / blower 101 Casing 102 Installation Tool 103 Main shaft 104 Power generation / blower control unit (control unit)
105 Motor 106 Power supply 107 Inverter 108 Power regeneration converter 109 Charge / discharge converter 110 Storage battery BA Blade axis CAL Blade thickness center line CHL Blade chord line O Rotor rotation center axis P Virtual plane RD perpendicular to rotor rotation center axis Rotation direction θ Pitch angle

Claims (10)

主軸に支持されたハブと、
該ハブに連結された複数のブレードと、
を備えた、ロータであって、
前記ロータが風力発電機用のロータとして動作する間、前記ロータの正面に当たる順風によって回転するときの回転方向と前記ロータの背面に当たる逆風によって回転するときの回転方向とが同一となるように、前記各ブレードのピッチ角が変化する、ロータ。
A hub supported by the main shaft;
A plurality of blades coupled to the hub;
A rotor with
While the rotor operates as a rotor for a wind power generator, the rotation direction when rotating by the normal wind hitting the front of the rotor and the rotation direction when rotating by the counter wind hitting the back of the rotor are the same. A rotor in which the pitch angle of each blade changes.
前記ロータが風力発電機用のロータとして動作する間において、
前記ロータが前記順風によって回転するときは、前記各ブレードの翼弦線が、ブレードのほぼ全長にわたって、前記ブレードの前縁が前記ブレードの後縁よりも前記ロータの正面側に位置するように傾斜し、
前記ロータが前記逆風によって回転するときは、前記各ブレードの翼弦線が、ブレードのほぼ全長にわたって、前記ブレードの前縁が前記ブレードの後縁よりも前記ロータの背面側に位置するように傾斜する、請求項1に記載のロータ。
While the rotor operates as a rotor for a wind power generator,
When the rotor rotates by the normal wind, the chord line of each blade is inclined so that the leading edge of the blade is located on the front side of the rotor from the trailing edge of the blade over almost the entire length of the blade. And
When the rotor is rotated by the headwind, the chord line of each blade is inclined so that the leading edge of the blade is located on the back side of the rotor from the trailing edge of the blade over substantially the entire length of the blade. The rotor according to claim 1.
前記各ブレードは、前記ハブに対してそれぞれ所定のブレード軸線の周りで回転可能に連結されており、
前記ブレードが前記所定のブレード軸線の周りで回転することによって、前記ブレードのピッチ角が変化する、請求項1又は2に記載のロータ。
Each of the blades is connected to the hub so as to be rotatable about a predetermined blade axis,
The rotor according to claim 1 or 2, wherein a pitch angle of the blade is changed by rotating the blade around the predetermined blade axis.
前記各ブレードのブレード軸は軸受を介して前記ハブのブレード保持部に対して回転自在に連結されており、
前記ロータが風力発電機用のロータとして動作する間、前記各ブレードのピッチ角は、前記ロータに当たる風のみに応じて受動的に変化する、請求項3に記載のロータ。
The blade shaft of each blade is rotatably connected to the blade holding portion of the hub via a bearing,
The rotor according to claim 3, wherein while the rotor operates as a rotor for a wind power generator, the pitch angle of each blade passively changes according to only the wind hitting the rotor.
前記ロータは、外部からの入力に応じて、風力発電機用のロータとしての動作と、送風機用のロータとしての動作とを、切り替えることが可能であり、
前記各ブレードの前記ブレード軸には、前記ロータの回転数が所定の回転数以上になったときに遠心力の作用により作動して、前記ブレードのピッチ角が所定のピッチ角となった状態で前記ブレード軸の回転を阻止する、遠心ロック機構が設けられており、
前記ロータが送風機用のロータとして動作する間、前記遠心ロック機構の作用によって、前記各ブレードのピッチ角が前記所定のピッチ角に固定される、請求項4に記載のロータ。
The rotor can switch between an operation as a rotor for a wind power generator and an operation as a rotor for a blower according to an external input,
The blade shaft of each blade is operated by the action of centrifugal force when the rotational speed of the rotor is equal to or higher than a predetermined rotational speed, and the blade has a predetermined pitch angle. A centrifugal lock mechanism that prevents rotation of the blade shaft is provided,
The rotor according to claim 4, wherein the pitch angle of each blade is fixed to the predetermined pitch angle by the action of the centrifugal lock mechanism while the rotor operates as a rotor for a blower.
前記各ブレードを駆動することにより前記各ブレードのピッチ角を制御するブレード駆動部と、
前記ロータに当たる風の向きを検知する風向検知部と、
をさらに備え、
前記ロータが風力発電機用のロータとして動作する間、前記ブレード駆動部は、前記風向検知部からの出力に応じて、前記各ブレードのピッチ角を制御する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のロータ。
A blade drive unit for controlling the pitch angle of each blade by driving each blade;
A wind direction detector for detecting the direction of the wind hitting the rotor;
Further comprising
The blade driving unit controls the pitch angle of each blade according to an output from the wind direction detection unit while the rotor operates as a rotor for a wind power generator. The rotor according to item.
前記ロータは、外部からの入力に応じて、風力発電機用のロータとしての動作と、送風機用のロータとしての動作とを、切り替えることが可能であり、
前記ロータが送風機用のロータとして動作する間、前記各ブレードのピッチ角は、所定のピッチ角に固定される、請求項1〜4及び6のいずれか一項に記載のロータ。
The rotor can switch between an operation as a rotor for a wind power generator and an operation as a rotor for a blower according to an external input,
The rotor according to claim 1, wherein a pitch angle of each blade is fixed to a predetermined pitch angle while the rotor operates as a rotor for a blower.
前記ロータが送風機用のロータとして動作する間での前記ブレードの翼根での翼弦線と前記ロータの回転中心軸線に対して垂直な仮想平面との間の鋭角側のなす角度は、前記ロータが風力発電機用のロータとして動作する間での前記ブレードの翼根での翼弦線と前記ロータの回転中心軸線に対して垂直な前記仮想平面との間の鋭角側のなす角度よりも、大きい、請求項5又は7に記載のロータ。   While the rotor operates as a rotor for a blower, the angle formed by the acute angle between a chord line at the blade root of the blade and a virtual plane perpendicular to the rotation center axis of the rotor is determined by the rotor. Than the angle formed by the acute angle between the chord line at the blade root of the blade and the imaginary plane perpendicular to the rotation center axis of the rotor while operating as a rotor for a wind power generator, The rotor according to claim 5 or 7, which is large. 請求項1〜4及び6のいずれか一項に記載のロータと、
前記主軸と、
前記主軸に連結されたモータと、
前記モータに接続された制御部と、
を備え、
前記モータと前記制御部とは、前記ロータが風力発電機用のロータとして動作する間、発電を行う、風力発電機。
The rotor according to any one of claims 1 to 4 and 6,
The main shaft;
A motor coupled to the main shaft;
A control unit connected to the motor;
With
The motor and the control unit are wind power generators that generate power while the rotor operates as a rotor for a wind power generator.
請求項5、7又は8に記載のロータと、
前記主軸と、
前記主軸に連結されたモータと、
前記モータに接続された制御部と、
を備え、
前記モータと前記制御部とは、前記ロータが風力発電機用のロータとして動作する間、発電を行い、また、前記ロータが送風機用のロータとして動作する間、送風を行う、風力発電機兼送風機。
A rotor according to claim 5, 7 or 8;
The main shaft;
A motor coupled to the main shaft;
A control unit connected to the motor;
With
The motor and the control unit generate power while the rotor operates as a rotor for a wind power generator, and perform wind while the rotor operates as a rotor for a blower. .
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