JPS59134385A - 風力原動機の安全装置 - Google Patents

風力原動機の安全装置

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JPS59134385A
JPS59134385A JP58009512A JP951283A JPS59134385A JP S59134385 A JPS59134385 A JP S59134385A JP 58009512 A JP58009512 A JP 58009512A JP 951283 A JP951283 A JP 951283A JP S59134385 A JPS59134385 A JP S59134385A
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JP
Japan
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blade
pitch
wind
safety device
rotation
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JP58009512A
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JPH0343468B2 (ja
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Michihisa Yonekichi
米吉 通久
Hisayuki Suzuki
鈴木 久行
Hiroyuki Osanawa
長繩 博之
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Panasonic Ecology Systems Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Seiko Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D7/00Controlling wind motors 
    • F03D7/02Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/022Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • F03D7/0224Adjusting blade pitch
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/70Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/74Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades by turning around an axis perpendicular the rotor centre line
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/70Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/77Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades the adjusting mechanism driven or triggered by centrifugal forces
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、風の力によって風車が回転し、その回転エネ
ルギーを動力として利用する風力原動機に関するもので
ある。
従来例の構成とその問題点 一般に風のエネルギーを利用する風力原動機では、強風
時における過度な回転上昇を防止するため翼の角度(翼
ピツチ)を変える装置を備えている。その一実施例を第
1図、第2図に基づいて説明する。
図において、101は主軸、1o2は主軸に固定したハ
ブ、103は翼軸、104は移動板、1o5は重錘a重
錘取付棒1Q6′連接棒Cよりなるガノ(ナー、1oe
lr@保持スプリング、1o7は移動板復元用スプリン
グ、1o8は翼軸103と移動板104との連接棒、1
09は移動板用案内棒、110は翼、111は重錘取付
棒106′の運動許容溝孔である。そして風速が上昇す
ればそれにしだがって風車の回転数も増力口し、高速限
界点例えば秒速8メートルに至るまではガノくナー10
5の重錘aは保持スプリング106の中に保持されてい
る。しかし、限界点に達すると遠心力により保持スプリ
ング106の中より離脱し始めてガノくナー106が急
速にしかも大きく作動しスプリング107の力に抗して
移動板104を翼軸103の方に動かして連接棒108
を介して急に翼ピ・ソチを変え風力抵抗を減じて風車の
破損を防止し、風速が低速限界点即ち秒速6メートル以
下になればスプリング107の復元力と重錘が上側に回
ったときのその重量により保持スプリング106内に収
容され翼ピツチを自動的に元の状態に復帰させるもので
ある。
上記構成において、翼ピツチはある高速限界点を堺にし
て急激に変化するため高速限界点に相当する風が断続的
に吹くときは、翼ピツチの急激な変化が繰り返されるた
め、風エネルギーの利用効率が低下し、まだ翼10.翼
軸3などの翼ピツチ変換部分の破損の原因となっていた
寸た、ガバナーはそれぞれ単独に動くため1重錘aの上
側と下側でのアンバランスにより作動が確実でなく、こ
のため翼ピツチの復帰中に突風などにより急激に風速が
上昇すると、ガバナーの動作不良により急速に回転が上
昇し、翼の破損につながる欠点がち5つだ。
発明の目的 本発明は上記従来の欠点全解消し1台風や突風に対する
安全性の向上をはかった風力原動機を得ることを目的と
する。
発明の構成 本発明の風力原動機は、風車翼の取付角度を変化できる
可変ピッチ機構を有し、この機構内に、遠心力のみで作
動するロック機構として中央部に凹型溝を設け、その溝
の中に遠心力重錘に連結したローラーを装置し、前記重
錘は上下のアンバランスをなくすだめ2個の対をなし、
互いに連動するとともにその移動を任意に規制できるカ
ム装置E装着したものである。
本装置は、通常は可変ピッチ機構により風車翼の回転を
制御するも、突風等により回転が遍歴に上昇したときは
、上記ロック機構がはずれ電気。
油圧など他の動力を介さずに翼ピツチを回転力を生じな
いピッチにして回転を停止させ、自刃ては復帰しないこ
とにより安全性の向上をはかった風力原動機である。
実施例の説明 本発明の一実施例を第3図〜第6図に基づいて説明する
第3図、第4図に示したように、1は風車発電機2に接
続された動力軸、3は動力軸1に取付けたハブ、4はハ
ブ3に翼軸6を回転自在に取付けだ風車翼である。6は
動力軸1の先端に固着された円板、7は円板6全摺動自
在に貫通した操作軸で、先端には可動板8が取付けであ
る。9は軸受、10は一端が操作軸7に遊嵌され他端が
翼軸6の翼軸腕11に遊嵌された連接棒である。なお可
動板8と円板6との間にはピッチスプリング12が取付
けである。
円板6の中央部には電動シリンダー13が取付けられ、
このヅリンダ−13の軸14の先端には凹型溝15ai
有したシリンダヘッド16が取付けである。
可動板80片面には摺動可能な重錘16及び16′が取
付けられ、この重錘は互いに連動するようにリンク棒1
7にて連結されている。また重錘16にはローラー18
を保持したローラーホルダー19が取付けられている。
なおローラー18は前記シリンダーヘッド16の凹型の
溝16aの中に着脱可能にしてはまり込んでいる。さら
に重錘16にはその移動を規制するだめのカム装置20
としてカムプレート21が取付けである。なおりム装置
20はカムプレート21と、カムローラー22、カムロ
ーラー22をカムプレート21に押えるためのカムスプ
リング23及びカムスプリング、カムローラー全保持す
るカムローラーホルダー24から構成され、カムローラ
ーホルダー24は可動板8に取付けである。なお重錘1
6はロックスプリング26により互いに引き寄せられて
いる。まだ15〜25を総称してロック機構と呼ぶ。
上記構成において、風速が一定の値例えば秒速8メート
ルまでは一定の翼ピツチで運転されるが、更に風速が上
昇すると風車界の回転を制御するため、電動シリンダー
13が作動し軸14に取付けられたシリンダーヘッド1
5が電動シリンダー13の方へ移動する。シリンダーヘ
ッド16が移動スると同時にローラー18.ローラーホ
ルダー19゜重錘16を介して可動板8も移動し、操作
軸7゜連接棒10.翼軸腕11を介して翼軸5及び翼4
は翼軸口りに回転をし翼ピツチが変わる。風速が低下す
れば再び電動シリンダー13を作動させ今度は逆にシリ
ンダヘッド15を先端側に戻すことにより、翼ピツチを
元に戻す。強風時にはこのような翼ピツチ制御を行うこ
とにより回転制御全行っている。
本装置において台風や突風等により翼ピツチ制御が風速
の急激な上昇に追随できず回転が急速に増加し危険回転
数に達した場合には、重錘16の遠心力により互いに連
動して、ローラー18は外周へ拡張しシリンダーヘッド
16の凹型溝15aを離脱する。(ロック機構の解除)
。ロック機構が解除されるとピッチスプリング12及び
風車界4の空気力などの力により可動板8は円板6の方
へ強制的に引き寄せられ同時に、操作軸7.連接棒10
.翼軸腕11を介して風車界4の翼ピツチを回転力ヲ生
じないピッチ(フェザリングピ・ソチ)にして風車を停
止させる。なお可動円板8が円板θ側へ移動するときは
口〜ラー18はシリンダーヘッド16の外周に接触して
転がるようになっている。
またローラー18がシリンダーヘッド15の凹型溝15
a(5離脱するとき(ロック機構の解除)の回転数(こ
の場合は危険回転数)はカム装置2゜のカムスプリング
23及びロックスプリング26等により任意に設定でき
る。
第5図、6図にはロック機構が解除し、風車界4がフェ
ザリング状態になったときを示す0フエザリング状態に
ある風車界は自刃で復帰することができない。もし復帰
を必要とする場合には、外部からの信号により再び電動
シリンダー13を作  ・動させ、シリンダーヘッド1
5を円板6側に移動させることにより凹型溝15aの中
にローラー18はロックスプリング25のカにょシはま
り込む(ロック機構の復帰)。
発明の効果 本発明によれば強風時には可変ピッチ機構の働きにより
風車界の回転を効率よく制御し、しかも万が一突風等に
より急激に回転が上昇し、ある回転数(危険回転数)に
達したならば、遠心力のみによって作動するロック機構
が解除し、風車界のピッチを回転力を生じないピッチに
するとともに、外部からの信号や動カ全与えない限り元
に復帰しないだめ、翼ピツチの急激なしかも大きな変化
の繰り返しによる風車界及び可変ピッチ機構部分の破損
を防ぐことができる。
また重錘16及び16′は互いに連動して動くため、重
錘の上側と下側でのアンバランスがなく、ロック機構の
作動が確実で信頼性の高い安全装置となっている。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の風力原動機可変ピッチ機構部の正面断
面図、第2図は同A−B側断面図、第3図は本発明の一
実施例における風力原動機可変ピッチ機構部の正面断面
図、第4図は同側面図、第5図はロック機構が解除にな
って風車界が停止状態にあるときの風力原動機可変ピッ
チ機構部の正面断面図、第6図は同側面図である。 1・・・・・・動力軸、2・・・・・・風車発電機、3
・・・・・・ハブ、4・・・・・・風車界、5・川・・
翼軸、6・・団・円板、7・・・・・・操作軸、8・・
・・・・可動板、9・・・・・・軸受、1o・・川・連
接棒、11・・・・・・翼軸腕、12・旧・・ピッチス
プリング、13・・・・・・電動シリンダー、14・・
・・・・軸、16・・・・・・シリンダーヘッド、16
・・川・重錘、16′・・・−・・重錘、17・川・・
リンク棒、18・・川・ローラー 、19・・・・・・
ローラーホルダー、20・・・・・・カム装置、21・
・・・・・カムプレー)、22・・・・・・カムローラ
ー、23・・・・・・カムスプリング、24・・・・・
・カムローラーホルダー、26・・・・・・口・ツクス
フリング、26・・・・・・口・ツク機構。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図     108 第3図 第4図 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)風車翼と、この風車翼のピッチを、風速により変
    える可変ピッチ機構と、遠心力のみによって作動し、通
    常はロックされているロック機構とを備え、風車翼があ
    る回転以上になるとロック機構がはずれ、翼ピツチを回
    転力を生じないピッチにして回転を停止させ、自刃では
    復帰しない風力原動機の安全装置。 (2)上記の遠心力によって作動するロック機構の2m
    の対の重錘を有し、それが互いに連動して単独では動か
    ないようにして重錘の上下のアンバランスをなくした特
    許請求の範囲第1項記載の風力原動機の安全装置。 (3)可変ピッチ機構を操作軸による装置とし、ロック
    機構として可変ピッチ機構中央部に凹型の溝を設け、そ
    の溝の中にローラを装置し、該ローラを前記重錘に連結
    した特許請求の範囲第1項よだ1よ第2項記載の風力原
    動機の安全装置。 (4)遠心力重錘の移動を任意に規制するだめカム装置
    全装着した特許請求の範囲第3項記載の風力原動機の安
    全装置。 (6)  ロック機構の復帰を必要とする場合には外部
    からの信号又は動力による特許請求の範囲第1項記載の
    風力原動機の安全装置。
JP58009512A 1983-01-24 1983-01-24 風力原動機の安全装置 Granted JPS59134385A (ja)

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