JP3844825B2 - 風車起動促進装置 - Google Patents
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- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、風車起動促進装置に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、風車を利用する風力発電装置等に有用な、低風速時における風車の安定した起動を容易に促進することができ、起動からカットインまでの制御や調整を容易に行うことのできる、新しい風車起動促進装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
風力を利用することにより発電を行う風力発電装置は、半永久的に存在すると考えられる自然の風の力を利用しており、石油や石炭などの有限資源を利用することにより発電を行う発電装置に代わる発電装置として注目され、研究、開発が盛んに行われている。
【０００３】
一般に、風力発電装置では、風力を回転駆動力に変換する手段として風車が用いられており、風力により風車を回転させ、その回転駆動力により発電機を駆動し、電気エネルギーを発生させている。
しかしながら、このような風力発電装置は、火力発電装置などの他の発電装置に比べ、環境や生物などに悪影響を与えることなく安全に発電を行うことができるものの、自然の風の力という非定常的な力を利用しているため、効率良く安定した発電を行うことが困難であった。特に、風速が低い特に風力発電装置の風車を安定して起動させ、効率良く発電させることは、非常に困難であった。
【０００４】
従来より、低風速時における風力発電装置の風車を安定して起動させる方法としては、たとえば、風車の翼型に丸みを持たせて翼に対する風の流れを良くする方法や、ピッチ変換装置を用いて風速に応じて翼が効率的な回転駆動力を得ることのできるねじり角とする方法などが知られている。
しかしながら、これなの起動方法では、風車機構部を直接起動させるため、低風速域での風速変動に対応する調整が困難であり、操作性に難があるといった問題があった。
【０００５】
このような従来の風車起動技術の欠点を克服するために、この発明の発明者は風車起動促進装置をすでに提案している（特願平７−３３８６４７）。この風車起動促進装置は、たとえば図１に例示したように、風力発電装置等における風車機構部に、低風速時においても容易に十分な回転を得ることのできる小型ファン（１）と、この小型ファン（１）の十分な回転により得られる駆動トルクの量を調整する増減速機（２）と、この増減速機（２）により調整された駆動トルクの風車（４）への伝達・遮断の切り替えを行うクラッチ（３）とからなる小型ロータが組み込まれている構造を有しており、低風速時における小型ファン（１）の回転により得られる駆動トルクを、風車を起動させるためのトルクとして、増減速機（２）およびクラッチ（３）を介して風車（４）に伝達させることにより、低風速時における風車（４）の安定した起動を促進することができる。
【０００６】
しかしながら、その後の検討により、この風車起動促進装置にも改善すべき点が存在することがわかってきた。それと言うのも、小型ファンの回転により得られる駆動トルクのみでは、低風速時において、より大型な風車を駆動させるのことができないということが明らかになってきた。
そこで、この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、低い風速時においてより大型な風車を安定して駆動させることができ、起動からカットインまでの制御や調整等を容易に行うことのできる新しい風車促進装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するものとして、小型ファンと電磁クラッチと減速機とからなる小型ロータを有し、低風速時における風車の安定起動を促進するための風車起動促進装置であって、トルクセンサーと直流電動機とを備え、小型ロータにより得られる駆動トルクをトルクセンサーにより感知し、感知された駆動トルクと同程度のトルクを直流電動機により加えることにより２倍の駆動トルクとし、この２倍駆動トルクを風車に伝達させることを特徴とする風車起動促進装置。を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の請求項１に記載の発明は、小型ファンと電磁クラッチと減速機とからなる小型ロータを有し、低風速時における風車の安定起動を促進するための風車起動促進装置であって、トルクセンサーと直流電動機とを備え、小型ロータにより得られる駆動トルクをトルクセンサーにより感知し、感知された駆動トルクと同程度のトルクを直流電動機により加えることにより２倍の駆動トルクとし、この２倍駆動トルクを風車に伝達させることを特徴としたものであり、低風速時における風車の起動を、安定して促進することができるという作用を有する。
【０００９】
以下、添付した図面に沿って実施例を示し、この発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
【００１０】
【実施例１】
図２は、この発明の一実施例である風車起動促進装置の構造を例示した断面図である。
たとえばこの図２に例示したように、この発明の風車起動促進装置は、風車発電装置などにおける風車機構部に、低風速時においても容易に十分に回転する、たとえば、複数枚のねじり角の深い小型回転翼によりなる小型ファン（１）が設置されており、この小型ファン（１）の後側には、小型ファン（１）と同軸に、小型ファンの回転による駆動トルクの増減速機（２）への伝達・遮断の切り替えを行うクラッチ（３）と、クラッチ（３）により伝達された駆動トルクの量を調整する増減速機（２）とが設置されている。さらに、この増減速機（２）の後側に、駆動トルクを感知するトルクセンサー（５）と、トルクセンサ（５）により感知された駆動トルクに、その駆動トルクと同程度のトルクを加える直流電動機（６）とが備えられている。
【００１１】
このような構造を有するこの発明の風車起動促進装置では、低風速時において小型ファン（１）が回転し、駆動トルクが得られる。この小型ファン（１）の回転により得られる駆動トルクは、クラッチ（３）により、たとえば風車（４）の回転数がゼロである時に増減速機（２）へ伝達されて、調整される。さらに、この増減速機（３）により調整された駆動トルクは、トルクセンサー（５）により感知され、直流電動機（６）により、感知された駆動トルクと同程度のトルクが加えられて、２倍の駆動トルクが生成される。
【００１２】
そして、このようにして得られた２倍駆動トルクを、ピニオン（７）等を介して風車に伝達させることにより、低風速時において、より大型な風車を、フリクションロスに打ち勝ち、安定して起動させることができる。
図３は、図２のこの発明の風車起動促進装置が組み込まれた風車発電装置を例示したものである。この図３に例示したように、この発明の風車起動促進装置を組み込むことにより、低風速時における大型の風車の起動を安定して促進することができる。
【００１３】
もちろん、この発明は以上の例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることは言うまでもない。
【００１４】
【発明の効果】
以上詳しく説明した通り、この発明の風車起動促進装置によって、低風速時において、より大型な風車を安定して駆動させることができ、また、風車の起動からカットインまでの制御および調整を容易に行うことができ、さらにまた、翼が固定翼である風車やピッチ変換装置を有する風車等において、その起動時に定格ピッチ状態にある風車の起動性を改善することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の風車起動促進装置を例示した斜視図である。
【図２】この発明の風車起動促進装置を例示した断面図である。
【図３】図２のこの発明の風車起動促進装置が組み込まれた風車発電装置を例示した側面図である。
【符号の説明】
１ 小型ファン
２ クラッチ
３ 増減速機
４ 風車
５ 直流電動機
６ トルクセンサー
７ ピニオン
８ 制御・電源装置
【発明の属する技術分野】
この発明は、風車起動促進装置に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、風車を利用する風力発電装置等に有用な、低風速時における風車の安定した起動を容易に促進することができ、起動からカットインまでの制御や調整を容易に行うことのできる、新しい風車起動促進装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
風力を利用することにより発電を行う風力発電装置は、半永久的に存在すると考えられる自然の風の力を利用しており、石油や石炭などの有限資源を利用することにより発電を行う発電装置に代わる発電装置として注目され、研究、開発が盛んに行われている。
【０００３】
一般に、風力発電装置では、風力を回転駆動力に変換する手段として風車が用いられており、風力により風車を回転させ、その回転駆動力により発電機を駆動し、電気エネルギーを発生させている。
しかしながら、このような風力発電装置は、火力発電装置などの他の発電装置に比べ、環境や生物などに悪影響を与えることなく安全に発電を行うことができるものの、自然の風の力という非定常的な力を利用しているため、効率良く安定した発電を行うことが困難であった。特に、風速が低い特に風力発電装置の風車を安定して起動させ、効率良く発電させることは、非常に困難であった。
【０００４】
従来より、低風速時における風力発電装置の風車を安定して起動させる方法としては、たとえば、風車の翼型に丸みを持たせて翼に対する風の流れを良くする方法や、ピッチ変換装置を用いて風速に応じて翼が効率的な回転駆動力を得ることのできるねじり角とする方法などが知られている。
しかしながら、これなの起動方法では、風車機構部を直接起動させるため、低風速域での風速変動に対応する調整が困難であり、操作性に難があるといった問題があった。
【０００５】
このような従来の風車起動技術の欠点を克服するために、この発明の発明者は風車起動促進装置をすでに提案している（特願平７−３３８６４７）。この風車起動促進装置は、たとえば図１に例示したように、風力発電装置等における風車機構部に、低風速時においても容易に十分な回転を得ることのできる小型ファン（１）と、この小型ファン（１）の十分な回転により得られる駆動トルクの量を調整する増減速機（２）と、この増減速機（２）により調整された駆動トルクの風車（４）への伝達・遮断の切り替えを行うクラッチ（３）とからなる小型ロータが組み込まれている構造を有しており、低風速時における小型ファン（１）の回転により得られる駆動トルクを、風車を起動させるためのトルクとして、増減速機（２）およびクラッチ（３）を介して風車（４）に伝達させることにより、低風速時における風車（４）の安定した起動を促進することができる。
【０００６】
しかしながら、その後の検討により、この風車起動促進装置にも改善すべき点が存在することがわかってきた。それと言うのも、小型ファンの回転により得られる駆動トルクのみでは、低風速時において、より大型な風車を駆動させるのことができないということが明らかになってきた。
そこで、この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、低い風速時においてより大型な風車を安定して駆動させることができ、起動からカットインまでの制御や調整等を容易に行うことのできる新しい風車促進装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するものとして、小型ファンと電磁クラッチと減速機とからなる小型ロータを有し、低風速時における風車の安定起動を促進するための風車起動促進装置であって、トルクセンサーと直流電動機とを備え、小型ロータにより得られる駆動トルクをトルクセンサーにより感知し、感知された駆動トルクと同程度のトルクを直流電動機により加えることにより２倍の駆動トルクとし、この２倍駆動トルクを風車に伝達させることを特徴とする風車起動促進装置。を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の請求項１に記載の発明は、小型ファンと電磁クラッチと減速機とからなる小型ロータを有し、低風速時における風車の安定起動を促進するための風車起動促進装置であって、トルクセンサーと直流電動機とを備え、小型ロータにより得られる駆動トルクをトルクセンサーにより感知し、感知された駆動トルクと同程度のトルクを直流電動機により加えることにより２倍の駆動トルクとし、この２倍駆動トルクを風車に伝達させることを特徴としたものであり、低風速時における風車の起動を、安定して促進することができるという作用を有する。
【０００９】
以下、添付した図面に沿って実施例を示し、この発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
【００１０】
【実施例１】
図２は、この発明の一実施例である風車起動促進装置の構造を例示した断面図である。
たとえばこの図２に例示したように、この発明の風車起動促進装置は、風車発電装置などにおける風車機構部に、低風速時においても容易に十分に回転する、たとえば、複数枚のねじり角の深い小型回転翼によりなる小型ファン（１）が設置されており、この小型ファン（１）の後側には、小型ファン（１）と同軸に、小型ファンの回転による駆動トルクの増減速機（２）への伝達・遮断の切り替えを行うクラッチ（３）と、クラッチ（３）により伝達された駆動トルクの量を調整する増減速機（２）とが設置されている。さらに、この増減速機（２）の後側に、駆動トルクを感知するトルクセンサー（５）と、トルクセンサ（５）により感知された駆動トルクに、その駆動トルクと同程度のトルクを加える直流電動機（６）とが備えられている。
【００１１】
このような構造を有するこの発明の風車起動促進装置では、低風速時において小型ファン（１）が回転し、駆動トルクが得られる。この小型ファン（１）の回転により得られる駆動トルクは、クラッチ（３）により、たとえば風車（４）の回転数がゼロである時に増減速機（２）へ伝達されて、調整される。さらに、この増減速機（３）により調整された駆動トルクは、トルクセンサー（５）により感知され、直流電動機（６）により、感知された駆動トルクと同程度のトルクが加えられて、２倍の駆動トルクが生成される。
【００１２】
そして、このようにして得られた２倍駆動トルクを、ピニオン（７）等を介して風車に伝達させることにより、低風速時において、より大型な風車を、フリクションロスに打ち勝ち、安定して起動させることができる。
図３は、図２のこの発明の風車起動促進装置が組み込まれた風車発電装置を例示したものである。この図３に例示したように、この発明の風車起動促進装置を組み込むことにより、低風速時における大型の風車の起動を安定して促進することができる。
【００１３】
もちろん、この発明は以上の例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることは言うまでもない。
【００１４】
【発明の効果】
以上詳しく説明した通り、この発明の風車起動促進装置によって、低風速時において、より大型な風車を安定して駆動させることができ、また、風車の起動からカットインまでの制御および調整を容易に行うことができ、さらにまた、翼が固定翼である風車やピッチ変換装置を有する風車等において、その起動時に定格ピッチ状態にある風車の起動性を改善することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の風車起動促進装置を例示した斜視図である。
【図２】この発明の風車起動促進装置を例示した断面図である。
【図３】図２のこの発明の風車起動促進装置が組み込まれた風車発電装置を例示した側面図である。
【符号の説明】
１ 小型ファン
２ クラッチ
３ 増減速機
４ 風車
５ 直流電動機
６ トルクセンサー
７ ピニオン
８ 制御・電源装置
Claims (1)
- 小型ファンと電磁クラッチと減速機とからなる小型ロータを有し、低風速時における風車の安定起動を促進するための風車起動促進装置であって、トルクセンサーと直流電動機とを備え、小型ロータにより得られる駆動トルクをトルクセンサーにより感知し、感知された駆動トルクと同程度のトルクを直流電動機により加えることにより２倍の駆動トルクとし、この２倍駆動トルクを風車に伝達させることを特徴とする風車起動促進装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32261896A JP3844825B2 (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | 風車起動促進装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32261896A JP3844825B2 (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | 風車起動促進装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10159706A JPH10159706A (ja) | 1998-06-16 |
| JP3844825B2 true JP3844825B2 (ja) | 2006-11-15 |
Family
ID=18145733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32261896A Expired - Fee Related JP3844825B2 (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | 風車起動促進装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3844825B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10320087B4 (de) * | 2003-05-05 | 2005-04-28 | Aloys Wobben | Verfahren zum Betreiben eines Windparks |
| US7352075B2 (en) * | 2006-03-06 | 2008-04-01 | General Electric Company | Methods and apparatus for controlling rotational speed of a rotor |
| US7635923B2 (en) | 2008-01-25 | 2009-12-22 | Deangeles Steven J | Momentum-conserving wind-driven electrical generator |
| GB201002938D0 (en) * | 2010-02-22 | 2010-04-07 | Hargreaves Sr Bernard J | "Harpowa" generator electricity multi sorcr and function |
-
1996
- 1996-12-03 JP JP32261896A patent/JP3844825B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10159706A (ja) | 1998-06-16 |
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