JPS58140485A - Wind force electric power generating device - Google Patents
Wind force electric power generating deviceInfo
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- JPS58140485A JPS58140485A JP57022626A JP2262682A JPS58140485A JP S58140485 A JPS58140485 A JP S58140485A JP 57022626 A JP57022626 A JP 57022626A JP 2262682 A JP2262682 A JP 2262682A JP S58140485 A JPS58140485 A JP S58140485A
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- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
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- F03D7/022—Adjusting aerodynamic properties of the blades
- F03D7/0224—Adjusting blade pitch
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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-
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- Y02E10/70—Wind energy
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はプロペラ型の風力発電装置に係シ、特に自動的
に風車の回転数あるいは出力を制御する装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a propeller-type wind power generator, and more particularly to a device for automatically controlling the rotation speed or output of a wind turbine.
従来のプロペラ型風力発電装置の構造は、ある高さを持
つ九支持塔上に、鉛直面内金回転するブレードと、この
ブレードを回転自在に支持する水平方向に配置される回
転軸と、この回転軸の動力を受ける発電機と、更に、風
向きに回転軸を追随させる丸めの尾翼とから成っている
のが一般的である。即ち、概括すれば風車に発電機が連
結されているものである。The structure of a conventional propeller-type wind power generation device consists of nine support towers with a certain height, a rotating blade that rotates within a vertical plane, a horizontally arranged rotating shaft that rotatably supports the blade, and a rotating shaft that supports the blade in a horizontal direction. It generally consists of a generator that receives power from a rotating shaft, and a rounded tail that allows the rotating shaft to follow the direction of the wind. That is, generally speaking, a generator is connected to a wind turbine.
このような風力発電装置では、風速の３乗に比例して風
車出力が増大するため、安定した出力を得るには風速に
よらず風車出力を一定に制御し九シ、あるいは風車回転
数を一定に制御する必要がめる。また、安全運転を行な
うために、危険風速時の出力制御、暴走回転の制御ある
いは、無負荷時の暴走回転制御等が風車設計上の必須事
項である。このような風車の制御装置の信頼性はまだ完
全ではなく、制御装置の不具合により、しばしばブレー
ドの破損事故等が生じている。In such wind power generation equipment, the wind turbine output increases in proportion to the cube of the wind speed, so in order to obtain stable output, the wind turbine output must be controlled at a constant level regardless of the wind speed, or the wind turbine rotation speed must be kept constant. need to be controlled. In addition, in order to perform safe operation, output control at critical wind speeds, control of runaway rotation, control of runaway rotation during no-load conditions, etc. are essential items in wind turbine design. The reliability of such wind turbine control devices is still not perfect, and blade breakage accidents often occur due to defects in the control device.
第１図は従来のプロペラ型風力発電装置における遠心ガ
バナ方式の回転数あるいは出力の制御を行なう装置のｆ
ｌｊを示し次ものである。ハウジングｌの中心に風車回
転４１ｉ２が回転自在に支持されており、この風車回転
軸２の先端にはギヤプレート３が設けておる。ハウジン
グ１の外周部には、ブレード４が固定されているブレー
ドシャフト５が貫通し、このブレードシャフト５０端部
にはギヤ６が固定されている。このギヤ６は前記ギヤプ
レート３に噛会っている。このギヤプレート３にはビン
７により回動自任にアーム８が連結されており、このア
ーム８はハウジング１の外周部で回動ｑ能にビン９によ
り支持され、この支持部分付近からハウジング１の外周
に沿って曲折し、その端部にはム１０が一体となって取
付けられている。Figure 1 shows the f of a device that controls the rotation speed or output of a centrifugal governor system in a conventional propeller-type wind power generator.
lj is as follows. A rotating windmill 41i2 is rotatably supported at the center of the housing l, and a gear plate 3 is provided at the tip of the rotating shaft 2 of the windmill. A blade shaft 5 to which a blade 4 is fixed passes through the outer circumference of the housing 1, and a gear 6 is fixed to an end of the blade shaft 50. This gear 6 meshes with the gear plate 3. An arm 8 is rotatably connected to this gear plate 3 by a pin 7. This arm 8 is rotatably supported by a pin 9 on the outer periphery of the housing 1, and the housing 1 is connected to the gear plate 3 from the vicinity of this support portion. It is bent along the outer periphery, and a bar 10 is integrally attached to the end thereof.
このアーム８には案内棒１１が取付けてあ多、この峯内
１１１１１のギヤプレートａｌＩＩｌ端廊とハウジング
１のＰ３側とによって支持される押しばね１２が、該案
内棒１１の外周部に装填されている。アーム８は通常こ
の押しばね１２によシ案内１１１１１に介して中心方向
に引張られているため、重ＪＩＯはハウジングｌの外周
上に接触している。A guide rod 11 is attached to this arm 8, and a push spring 12 supported by the end of the gear plate alIIl of this Mineuchi 11111 and the P3 side of the housing 1 is loaded on the outer periphery of the guide rod 11. ing. Since the arm 8 is normally pulled toward the center by the push spring 12 via the guide 11111, the heavy JIO is in contact with the outer periphery of the housing l.
グレード４が風を受けて回転し、風車の回転数がある値
になると、重シｌＯに働く遠心力は案内棒１１を介して
押しばね１２の予圧力と釣り合うまでアーム８を介して
ギヤプレー）３に回動させる。すると、ギヤ６が回転し
てブレードシャフト５が回転し、ブレードのピッチ角を
所定のものとする。更に、風車の回転数があがると重り
１０は図中矢印のように更に外側に移動するため、アー
ム８はギヤプレー）３ｔ−更に回動され、ギヤ６ｔ−介
してブレードシャフト５ｔ−更に回動させて、ブレード
のピッチ角を変化させることによシ、定回転制御あるい
は定出力側＃を行なう。When the grade 4 rotates due to the wind and the rotation speed of the windmill reaches a certain value, the centrifugal force acting on the heavy cylinder is transferred via the arm 8 to the gear play until it is balanced with the preload force of the push spring 12 via the guide rod 11) Rotate to 3. Then, the gear 6 rotates, the blade shaft 5 rotates, and the pitch angle of the blade is set to a predetermined value. Furthermore, as the rotational speed of the windmill increases, the weight 10 moves further outward as shown by the arrow in the figure, so the arm 8 is further rotated by the gear play (3t), and the blade shaft 5t is further rotated via the gear 6t. By changing the pitch angle of the blade, constant rotation control or constant output side # is performed.
しかし、上記し九ような従来の制＃装置では、風車の回
転によυ重９１０に働く遠心力を利用して制御している
ため、風車回転数の増加のみを検出して制御することに
なシ、風速が増大した時に風車出力が所定値をオーバー
してしまい、風力発電装置を破損してしまう等の事故が
起こる欠点があつ九。ま九、上記従来例では、各ブレー
ド４につき重り９等の部品が１組ずつ付属しているため
、制＃装置全体の構成が複雑となり、部品の組立に手間
がかかると共に、３枚のブレード４のピッチ角を変化さ
せる部品が対称的に配置されているため、組立ｆ＃度が
悪いと、僅か１点の動きの不具合によシ、全体の装置が
正常に作動しないことにつながる欠点があった。更に、
重り１０の遠心力を有効に利用する友めには、重り１０
の位置を風車回転＠２の中心よりかなり離れた位置に置
かなければ、運転中の風車ブレード４に働く抵抗力に打
ち勝って、ブレードピッチ角を変化させることが離しい
。従って、ハウジング１等の寸法が大きくなってしまう
欠点があった。更に、保守点検時においても、構造が複
雑なため、部品の点検や保守がやりにくいという欠点が
あつ九。However, in the conventional control device as described above, the centrifugal force acting on the rotation of the windmill is used for control, so it is possible to control by detecting only the increase in the number of rotations of the windmill. However, when the wind speed increases, the wind turbine output exceeds a predetermined value, causing accidents such as damage to the wind power generator. Nine, in the above conventional example, each blade 4 comes with one set of parts such as the weight 9, which makes the overall configuration of the control device complicated, requiring time and effort to assemble the parts, and requiring only three blades. Since the parts that change the pitch angle of 4 are arranged symmetrically, if the assembly f# is poor, a defect in the movement of just one point can cause the entire device to malfunction. there were. Furthermore,
For a friend who wants to effectively use the centrifugal force of weight 10, weight 10
Unless the position is located far away from the center of the windmill rotation @2, it will be difficult to overcome the resistance force acting on the windmill blades 4 during operation and change the blade pitch angle. Therefore, there was a drawback that the dimensions of the housing 1 etc. became large. Furthermore, during maintenance and inspection, the complicated structure makes it difficult to inspect and maintain the parts.
本発明の目的は、上記の欠点ｔ−Ｓ消し、構造が簡単で
、且つ、風速の変化に追従して風車回転数あるいは出力
′に制御する風力発電装置ｔ−提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a wind power generator which eliminates the above-mentioned drawbacks, has a simple structure, and controls the wind turbine rotational speed or output in accordance with changes in wind speed.
本発明は、風車回転軸に、軸方向に移動可能にリードベ
アリングを装着し、このリードベアリングにブレードシ
ャフトを回動可能に組込み、ブレードシャフトに取９つ
けられているブレードの一端をリンクを介して風車回転
軸に連結し、また、前記リードベアリン！を風車回転軸
前方方向に抑圧する゛ばねを設けることによシ、前記ブ
レードに加わる抗力によシ、リードベアリングと共にブ
レード全体を風車回転軸に沿って動かし、前記ブレード
に連結されているリンクによってブレードを引つげシブ
レードのピッチ角を変えて、風車の回転数あるｉは出力
を制御するものである。In the present invention, a lead bearing is attached to the wind turbine rotating shaft so as to be movable in the axial direction, a blade shaft is rotatably incorporated into the lead bearing, and one end of the blade attached to the blade shaft is connected via a link. Connected to the windmill rotation shaft, and also the lead bearing! By providing a spring that suppresses the force in the forward direction of the wind turbine rotation axis, the drag force applied to the blade moves the entire blade along with the lead bearing along the wind turbine rotation axis, and the link connected to the blade moves the entire blade along the wind turbine rotation axis. By pulling the blades and changing the pitch angle of the blades, the rotational speed i of the windmill is controlled to control the output.
以下本発明の一実施例を図面に従って説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第３図及び第４図は本発明の風力発電装置の一実施例の
要部を示した図である。風車回転軸３１には、軸方向に
移動可能に’Ｊ−ドベアリング３２が挿入されている。FIGS. 3 and 4 are diagrams showing essential parts of an embodiment of the wind power generator of the present invention. A J-shaped bearing 32 is inserted into the wind turbine rotating shaft 31 so as to be movable in the axial direction.
このリードベアリング３２には３方向に突出し曳スリー
１３３とこのスリーブ内に配置されるラジアルベアリン
グ３４とが一体に取付けられている。スリーブ３３には
ブレード３５が固定されてμるブレードシャツ）３６２
＞！挿入され、このブレードシャ７）３６ｆｉラジアル
ベアリ／ダ３４によりシャフト回わシに回動可能となっ
ている。また、前記リードベアリング３２の後方４園と
風車−転＠３１に設けられたストッパ３７との間には押
しばね３８が装填されている。A pulling sleeve 133 projecting in three directions and a radial bearing 34 disposed within the sleeve are integrally attached to the lead bearing 32. The blade 35 is fixed to the sleeve 33 (a blade shirt) 362
>! The blade shaft 7) can be rotated by the 36fi radial bearer 34. Further, a push spring 38 is installed between the rear four ends of the lead bearing 32 and a stopper 37 provided on the wind turbine roller 31.
この押しばね３Ｂはリードベアリング３２を風車回転＠
３１の先４部に固定されているストッパ３９に所定の予
圧力で押圧している。このストッパ３９にはリンク４０
の一端が回動可能に連結され、このリンク４０の仙痛は
ブレード３５の熾部と回動可能に連結されている。なお
、リードベアリング３２は風車回転軸３１の軸方向には
移動可能であるが、風車回転輪３１ｔＣ形成されている
図示されない軸方向の溝にリードベアリング３２の内周
面の図示されない溝が嵌合して回り止めがなされている
。This push spring 3B rotates the lead bearing 32 in a windmill @
It is pressed with a predetermined preload force against a stopper 39 fixed to the tip 4 of 31. This stopper 39 has a link 40
One end of the link 40 is rotatably connected, and the colic of the link 40 is rotatably connected to the apex of the blade 35. Note that the lead bearing 32 is movable in the axial direction of the wind turbine rotation shaft 31, but a groove (not shown) on the inner peripheral surface of the lead bearing 32 fits into an axial groove (not shown) formed in the wind turbine rotation wheel 31tC. Rotation is prevented.
次に本実施例の動作について説明する。風４１倉ブレー
ド３５が受けて該ブレード３５が回転するとこの回転力
はリードベアリング３２ｔ−介して風車回転軸３１に伝
達され、該風車回転軸３１が回転する。風速あるいは風
車の回転数が増大するに伴い、風車のブレード３５に加
わる風車回転軸方向の抗力が増大する。この抗力はブレ
ードシャ７ ） ３６、ラジアルベアリング３４及びス
リーブ３３を介してリードベアリング３２に伝達され、
押しばね３８の予圧力と約９合う。しかし、更に抗力が
増大すれば、リードベアリング３２は、ブレード３５及
びグレードシャフト３６等と一体になって、風下の方向
に風車回転軸３１に沿って移動する。この際、ブレード
３５の一端とストッパ３９とがリンク４０によシ連結さ
れているため、Ｎ５図に示すようにリードベアリング３
２と共にブレード３５が風下の方向に動くと、ブレード
３５は反時計方向にブレードシャフト３６ｔ−中心とし
て回動し図中１点鎖線に示したようなピッチ角となる。Next, the operation of this embodiment will be explained. When the wind 41 is received by the blade 35 and the blade 35 rotates, this rotational force is transmitted to the windmill rotating shaft 31 via the lead bearing 32t, and the windmill rotating shaft 31 rotates. As the wind speed or the rotational speed of the windmill increases, the drag force applied to the blades 35 of the windmill in the direction of the windmill rotation axis increases. This drag force is transmitted to the lead bearing 32 via the blade shear 7) 36, the radial bearing 34 and the sleeve 33,
It matches the preload force of the push spring 38 by about 9. However, if the drag increases further, the lead bearing 32 moves in the leeward direction along the wind turbine rotation axis 31 together with the blade 35, grade shaft 36, etc. At this time, since one end of the blade 35 and the stopper 39 are connected by the link 40, the lead bearing 3
When the blade 35 moves in the leeward direction together with the blade 35, the blade 35 rotates counterclockwise about the blade shaft 36t, resulting in a pitch angle as shown by the dashed line in the figure.
即ち、抗力が増大するとリードベアリング３２と共にブ
レード３５が移動し、この際ブレード３５はリンク４０
に引張られてピッチ角が風車の回転数あるいは出方が抑
制される方向に変化して、風車を定出力制御あるいは定
回転制御とする。風車が同一回転数の場合、ブレード３
５のピッチ角奢壇大すると風車の出力が低下する。便っ
て、風車を定出力制御するには、風速が増加して抗力が
増大した場合、リードベアリング３２と共にブレード３
５を風車回転軸３１に沿って移動させ、その際ブレード
３５のピッチが増大するようにしておけは良い。That is, when the drag increases, the blade 35 moves together with the lead bearing 32, and at this time the blade 35 moves against the link 40.
The pitch angle changes in a direction that suppresses the number of rotations or the direction of rotation of the wind turbine, thereby controlling the wind turbine at constant output or constant rotation. If the windmill has the same rotation speed, blade 3
When the pitch angle of 5 becomes large, the output of the wind turbine decreases. Conveniently, in order to control the wind turbine at a constant output, when the wind speed increases and the drag increases, the blade 3 along with the lead bearing 32
It is preferable to move the blades 5 along the wind turbine rotation axis 31 so that the pitch of the blades 35 increases at that time.
本実施例によれば、風速あるいは風車回転数の増大に伴
う抗力により、ブレード３５ｔ−リードベアリング３２
と共に風車回転＠３１に沿って移動させると同時に、す
／り４０によってブレード３５のピッチ角１ｋｆＬ化さ
せて、風車の出力あるいは凰単の回転数’ＩＪ御するこ
とにより、風速の増大に対しても風車の出力あるいは回
転数を抑制することができ、出力めるいは回転数のオー
バーによる装置の破損を防止し得る効果がある。また、
従来の遠心力による方式に比べ、同程度の大きさの装置
で２〜３倍の゛制御力を得られる効果があり、逆に、従
来と同程度の制御力で良いのなら、装置を小形とする効
果がある。更に、抗力の増大に対し°Ｃ１リードベアリ
ング３２と共にグレード３５を動かし、この際ブレード
３５をリンク４ｏにょシ引張ってブレードのピッチ角を
変化させる構造の丸め、制御装置の構造を簡単とする効
果があシ、装置の信頼性、組立作業性及び保守点検性を
向上させる効果がある。According to this embodiment, the blade 35t-lead bearing 32
At the same time, the blades 35 are moved along the wind turbine rotation @ 31, and the pitch angle of the blades 35 is set to 1 kfL by the slider 40, and by controlling the output of the wind turbine or the number of rotations of the blade 31, It is also possible to suppress the output or rotation speed of the wind turbine, which has the effect of preventing damage to the equipment due to excessive output or rotation speed. Also,
Compared to the conventional method using centrifugal force, it has the effect of obtaining 2 to 3 times the control force with a device of the same size, and conversely, if the same control force as the conventional method is sufficient, the device can be made smaller. This has the effect of Furthermore, the grade 35 is moved together with the °C1 lead bearing 32 in response to an increase in drag, and at this time the blade 35 is pulled against the link 4o to change the pitch angle of the blade.The structure is rounded, and the structure of the control device is simplified. This has the effect of improving the reliability of the reed, equipment, assembly workability, and maintenance/inspection efficiency.
以上記述し九如く本発明の風カ発１１装置によれば、構
造が簡単で、且つ、風速の変化に追従して風車回転数あ
るいは出力音制御することができる。As described above, the wind power generator 11 of the present invention has a simple structure and can control the wind turbine rotation speed or output sound in accordance with changes in wind speed.
第１図及び第２図は従来の風力発電装置の回転数あるい
は出力の制御装置例を示した説明図、第３図及び第４図
は本発明の凰カ発ｔ装置の一実施宍の要部である制御装
置部を示した説明図、第５図は本実施例の制御装置の動
作状態金示す説明図でおる。
３１・・・風車回転軸、３２・・・リードベアリング、
３３・・・スＩＪ−フ、３５− ブレード、３６・・
・プレー笥３図
第４１！￥ｌ
ト４１1 and 2 are explanatory diagrams showing an example of a conventional wind power generation device controlling the number of rotations or the output, and FIGS. 3 and 4 are diagrams showing the outline of one embodiment of the wind turbine generating device of the present invention. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the operating state of the control device of this embodiment. 31... Wind turbine rotating shaft, 32... Lead bearing,
33...S IJ-F, 35-Blade, 36...
・Play bowl 3 figure 41! ￥l To41
Claims (1)
転力に変換するブレードと、風向きに風車回転軸を追随
させる尾翼と、風車回転軸に連結される発電機とから成
る風力発電装置において、風車回転軸に、軸方向移動可
能で且つ回シ止めがされた支持部材を挿入し、該支持部
材を風車回転軸先端方向に押圧する押しばねを該風車回
転軸外周部に装填し、該風車回転軸と直角方向にブレー
ドが配＊−ｇれるように、ブレードを固定するシャフト
を該シャフト回シに回動可能に前記支持部材外周部に挿
入し、ブレードの−ｓｔリンクによってＭ記風車回転鵬
端に連結したことを特徴とする風力発電装置。1. A wind power generation device consisting of a wind turbine rotation shaft, a blade attached to the wind turbine rotation shaft that converts wind power into rotational force, a tail blade that follows the wind turbine rotation shaft in the direction of the wind, and a generator connected to the wind turbine rotation shaft. Insert a support member that is movable in the axial direction and is prevented from rotating into the wind turbine rotation shaft, and a pressure spring that presses the support member toward the tip of the wind turbine rotation shaft is loaded on the outer periphery of the wind turbine rotation shaft, A shaft for fixing the blade is rotatably inserted into the outer periphery of the support member so that the blade is arranged in a direction perpendicular to the rotational axis of the wind turbine. A wind power generation device characterized in that it is connected to a rotating end of a wind turbine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57022626A JPS58140485A (en) | 1982-02-17 | 1982-02-17 | Wind force electric power generating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57022626A JPS58140485A (en) | 1982-02-17 | 1982-02-17 | Wind force electric power generating device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58140485A true JPS58140485A (en) | 1983-08-20 |
Family
ID=12088033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57022626A Pending JPS58140485A (en) | 1982-02-17 | 1982-02-17 | Wind force electric power generating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58140485A (en) |
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