JP4523269B2 - High-speed rotation suppression mechanism for wind turbines for power generation - Google Patents
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Description
本発明は、発電用風車の高速回転抑制機構に関する。 The present invention relates to a high-speed rotation suppression mechanism for a wind turbine for power generation.
強風時の風車や発電部の保護を目的として、強風で風車の回転数が所定の一定回転数に達すると、それを越えて回転数が上昇しないように制御する高速回転抑制機構を風車に組み込むことがある。 In order to protect the windmill and power generation section during strong winds, the windmill incorporates a high-speed rotation suppression mechanism that controls so that the rotational speed does not increase when the rotational speed of the windmill reaches a predetermined constant speed due to strong winds. Sometimes.
しかしながら、従来の高速回転抑制機構は、停電やバッテリー切れのおそれのある電気を用いるものであったり、回転抑制のためのブレーキの作動のタイミングやブレーキの解除のタイミングをコントロールする制御機構が複雑であるという問題があった。 However, the conventional high-speed rotation suppression mechanism uses electricity that may cause a power failure or battery exhaustion, and the control mechanism that controls the timing of brake operation and brake release for rotation suppression is complicated. There was a problem that there was.
本発明は、上記のような従来の問題点に鑑み、ブレーキの作動と解除を自動で行うことができ、しかも、それを電気を使わず簡素な構造で実現することができる発電用風車の高速回転抑制機構を提供することを課題とする。 In view of the conventional problems as described above, the present invention is capable of automatically operating and releasing a brake, and that can be realized with a simple structure without using electricity. It is an object to provide a rotation suppression mechanism.
上記の課題は、ブレーキ手段が、熱に反応にして動作する作動素子を備え、
該作動素子は、風車の発電部で発する熱が伝えられるように、風車の回転側と固定側の一方に備えられ、回転側の高速回転時に発電部から発する熱で動作して風車の回転側と固定側との間で接触による摩擦を生じさせて回転側にブレーキをかけ、発電部の温度低下により復帰して前記接触を断ちブレーキの解除を行うようになされていることを特徴とする発電用風車の高速回転抑制機構によって解決される。
The above problem is that the brake means includes an actuating element that operates in response to heat,
The actuating element is provided on one of the rotating side and the stationary side of the windmill so that heat generated by the power generating part of the windmill is transmitted, and operates with heat generated from the power generating part during high-speed rotation on the rotating side. Between the motor and the stationary side to generate friction due to contact, brake the rotating side, return due to the temperature drop of the power generation unit, cut off the contact and release the brake This is solved by a high-speed rotation suppression mechanism for wind turbines.
この高速回転抑制機構では、風車の回転側が高速回転すると、発電部の温度が上昇し、その熱に反応して作動素子が動作をすることにより、摩擦によるブレーキ作用で回転側の高速回転が抑制され、また、風速低下で風車の回転数が落ちると、発電部の温度も下がり、作動素子は復帰動作を行って、ブレーキが解除される。 In this high-speed rotation suppression mechanism, when the rotation side of the windmill rotates at a high speed, the temperature of the power generation unit rises, and the operating element operates in response to the heat, thereby suppressing high-speed rotation on the rotation side due to braking action due to friction. In addition, when the rotational speed of the windmill decreases due to a decrease in wind speed, the temperature of the power generation unit also decreases, the operating element performs a return operation, and the brake is released.
このように、本発明の高速回転抑制機構は、風力発電用の発電部の発熱特性に着目し、それをうまい具合に利用したものであるから、ブレーキの作動と解除を自動で行うことができ、しかも、それを電気を使わず簡素な構造で実現することができる。 As described above, the high-speed rotation suppression mechanism of the present invention pays attention to the heat generation characteristics of the power generation unit for wind power generation and uses it in good condition, so that the brake can be automatically operated and released. Moreover, it can be realized with a simple structure without using electricity.
本発明の発電用風車の高速回転抑制機構は、以上のとおりのものであるから、ブレーキの作動と解除を自動で行うことができ、しかも、それを電気を使わず簡素な構造で実現することができる。 Since the high-speed rotation suppression mechanism of the wind turbine for power generation according to the present invention is as described above, it is possible to automatically operate and release the brake and realize it with a simple structure without using electricity. Can do.
次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1及び図2に示す実施形態の発電用風車1は、サボニウス型風車からなり、その回転側2は、図1(イ)に示すように、対のブレード3,3の上下両端部に円板4,5が取着されたものからなっていて、下側の円板5の下面側に、図1(ロ)に示すように、アウターローター型の発電部6のアウターローター6aが、回転側2と一体回転するように取り付けられている。なお、6bは、インナーの固定子である。そして、風車1の固定側8がアウターローター6aの下面側と対面するようにして備えられ、それらの間に、回転側2の高速回転を抑制するブレーキ手段7が組み込まれている。
A wind turbine 1 for power generation according to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is a Savonius type wind turbine, and its rotating
このブレーキ手段7は、一方の側がアウターローター6aの下面側に伝熱可能な接触状態となるように取り付けられた作動素子としてのバイメタル9と、該バイメタル9のもう一方の側に取り付けられたブレーキ用の第1摺擦部10と、該第1摺擦部10に対面するようにして固定側8に取り付けられたブレーキ用の第2摺擦部11とで構成されている。
The brake means 7 includes a
そして、このブレーキ手段7では、図2(ロ)に示すように、強風で風車1が高速回転をし、発電部6のアウターローター6aの温度が上昇すると、その熱がバイメタル9に伝えられてバイメタル9が変形動作を行い、第1摺擦部10が第2摺擦部11と接触して自動で摩擦によるブレーキがかかる一方、図2(イ)に示すように、風速の低下によって、アウターローター6aの温度が低下すると、バイメタル9が復帰動作を行い、第1摺擦部10が第2摺擦部11から離れて自動でブレーキが解除されるようになされている。
In the brake means 7, as shown in FIG. 2 (b), when the wind turbine 1 rotates at high speed with strong wind and the temperature of the
なお、バイメタル9と第1摺擦部10との間には、ブレーキによる摩擦熱が第1摺擦部10の側からバイメタル9の側に伝わるのを抑制ないしは阻止する断熱部12が介設されている。
A
このように、上記のようなブレーキ手段7を採用する高速回転抑制機構では、発電部6の発電による発熱特性をうまい具合に利用してブレーキの作動と解除が行われるようになされているから、ブレーキの作動と解除を自動で行うことができ、しかも、それを電気を使わず、バイメタル9を用いた簡素な構造で実現することができる。
In this way, in the high-speed rotation suppression mechanism that employs the brake means 7 as described above, the operation and release of the brake are performed using the heat generation characteristics by the power generation of the
しかも、発電部6から伝えられる熱を利用してブレーキの作動と解除を制御する機構であるので、伝熱のタイムラグをうまい具合に利用して、摺擦部10,11同士のハンチングの発生を抑制ないしは阻止することも可能となる。
Moreover, since it is a mechanism that controls the operation and release of the brake using the heat transmitted from the
また、ブレーキの作動後も強風が続くような場合は、ブレーキが作動すると、風車1の回転が落ち、発電部6の温度が低下し、ブレーキが解除され、また、風車1の回転が速まり、発電部6の温度が上昇し、ブレーキが作動するということが繰り返され、それが収斂していくことで、第1摺擦部10と第2摺擦部11とが一定の押し合い力のもとで接触を継続するようになり、風車1が高回転に至らない適当な速度で回転するようになって、長引く強風下において、その強風をかわしつつ無理のない安定した効率の良い発電を実現することも可能となる。
Further, when strong wind continues after the brake is actuated, when the brake is actuated, the rotation of the windmill 1 is reduced, the temperature of the
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、バイメタル9を回転側2に備えさせた場合を示しているが、固定側8に備えさせるようにしてもよい。また、上記の実施形態では、ブレーキ手段における作動素子としてバイメタル9を用いた場合を示したが、バイメタル9に替え、温度によって膨張収縮を行う作動媒体を作動素子とし、これを封入したシリンダー装置を用い、発電部6の温度で作動媒体を膨張収縮させて、ブレーキの作動と解除が行われるようにするのもよいし、要は、温度によって動作を行うようなものが用いられていればよい。また、上記の実施形態では、発電用風車として、サボニウス型風車1を用いた場合を示したが、風車の種類に制限はなく、各種の風力発電用風車に広く用いることができるものであることはいうまでもない。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, although the case where the
1…サボニウス型風車(発電用風車)
2…回転側
6…発電部
7…ブレーキ手段
8…固定側
9…バイメタル(作動素子)
1 ... Savonius type wind turbine (wind turbine for power generation)
2 ...
Claims (1)
該作動素子は、風車の発電部で発する熱が伝えられるように、風車の回転側と固定側の一方に備えられ、回転側の高速回転時に発電部から発する熱で動作して風車の回転側と固定側との間で接触による摩擦を生じさせて回転側にブレーキをかけ、発電部の温度低下により復帰して前記接触を断ちブレーキの解除を行うようになされることで、回転側が、抑制された速度で回転するようになされており、かつ、前記回転側と固定側との間で生じる接触による摩擦の熱が前記作動素子に伝わるのを抑制ないしは阻止する断熱部が備えられていることを特徴とする発電用風車の高速回転抑制機構。 The brake means comprises an actuating element that operates in response to heat ,
The actuating element is provided on one of the rotating side and the stationary side of the windmill so that heat generated by the power generating part of the windmill is transmitted, and operates with heat generated from the power generating part during high-speed rotation on the rotating side. and cause friction due to contact between the stationary side braking the rotating side, in Rukoto adapted to return the temperature reduction in the power generation unit to release the brake cut off the contact, the rotation side, suppressing And a heat insulating portion that suppresses or prevents the heat of friction caused by contact between the rotating side and the fixed side from being transmitted to the operating element . A high-speed rotation suppression mechanism for a wind turbine for power generation.
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