JPS59501513A - 風力システム - Google Patents

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】 風カンステム 本発明は風カンステム即ち風車に係り、特に、このようなシステムの可変ピンチ 風車羽根のピッチを風速変化に応じて制御する装置に係る。本発明の風力／ステ ムは電気エネルギの発生に特に有用である。このような目的に使用される風力シ ステムの概念が１９７７年のエネルギテクノロジーハンドブック（Ｅｎｅｒｇｙ 　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　）（ａｎｄｂｏｏｋ）のオ６〜１４２頁等に掲載され たＥ、　Ｈｅｎ５ｏｎ著の”風からの電気エネルギ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅ ｎｅｒｇｙ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　Ｗｉｎｄ　）　”と題する論文に述べられてい る。

背景技術 現在では、多数の色々な形式の風カシステム即ち風車が余電に使用されている。

これらのスクラムは通常はシャフト装着式の風車を備えておシ、そのトルク出力 を用いて発電機が駆動される。風の状態が良好な時には、発電機からの電気出力 が電力会社の送電線に接続される。

一方、風速が低過ぎる時には、発電機がこれらの送電線から分離される。最大の 電力出力を得るように最適な速度で発電機を作動するためには、風速の変化に拘 りなく風車が成る選択された比較的一定のトルクを発生しなければならない。こ れは、大部分のシステムでは、風車の回転速度を感知することによって行なわれ ている。従って一定の電力出力を維持するためには、羽根によってさえ切られる 空気流の量を多くしたシ少なくしたシして風車のトルク出力ひいてはその速度を 調整するように風車の羽根のピンチが変えられる。

公知の風カシヌテムはピッチ角制御機構を用いているが、これは本発明の制御機 構よりも複雑であるか又は効率が悪いかのいずれかである。それ故、公知の制御 機構は製造及び修理の経費が不当にかＸるか、又は風車の速度制御の効率が悪い 。例えば、幾つかの従来の風車は液圧ビストノを用いて羽根のピンチを変えてお り、ビストノの流体流は速度制御用の調速機によって制御されている。このよう な構成体が例えば米国特許第２，８３２，８９５号、及びＶａｎ　Ｎｏ５ｔｒａ ｎｄの５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ　”第３版１９５８年 の第３５１頁に説明されている。米国特許第２，５８ろ、３６９号に開示された 別のシステムにおいては、風車のハブがそのシャフトにスライド式に装着される 。

風車の羽根はこのシャフトのスロット内をスライドするカムにより・・ブ内に終 端接続される。又、ハブはバネによりシャフト上の基準位置へｔｌｉｉｉ位ざ几 る。風によって羽根に力がか５ると、ハブがシャフト上を成る方向又は他の方向 にスライドし、羽根はカム作用によって適切なピッチにされる。

更に別の多少複雑なピッチ制御機構が米国特許第２゜３６０．７９２号に開示さ れている。この機構は、液圧アクチュエータと、液圧補償型の調速機とを備えて いる。アクチュエータのピストンは風車の羽根に連結され、ピスト／の動きによ って羽根のピッチが変えられる。風速の変化に応じて、液圧式の調速機は加圧流 体をアクチュエータに送り、羽根に適切なピッチをとらせる。

更に別の公知の風力システムは種々の電気部品を用いて羽根のピッチを制御して おり、これらの例が米国特許２３．９７４．５９５　号、７４，０９５．１２０ 　号及ｉ：Ｊ’ｉ４，１６０，１７０号に開示されている。然し乍ら、これらの 構成では、スリップリングやその他のスライド式の電気接触素子が必要とされ、 これらは表面の腐食、摩耗、及びほこりや湿気による汚染のために故障する傾向 がある。従って、手短かに言えば、これらの公知システムは簡単という程でもな いし、無故障というものでもない。又、これらの公知システムの若干は、めった にないことであるが突然強い風が吹いてシステムの部品が極端に大きな機械的な ストレフ、ヲ受けるような状態中に風車に対して充分な制御を維持できない。

又、この風車においては、予想された故障モードが生じた時に、羽根がほとんど 或いは全くトルクを発生しないような吹き流し位置へ羽根をもっていって風車を 停止させるようピッチ制御機構全設計することが重要である。

このため、公知装置は、バネによる力や、複雑なバッテリ作動式のモータシステ ムや、或いは風車自体の吹き流し位置自己復帰空気力学特性に頼っている。羽根 又はピッチ制御機構が動け々くなったり氷によって固着されたりするような成る 状態においては、これらのカでは羽根を吹き流し位置へもっていくのに不充分で あり、風車は相当の損傷を受ける。

発明の概要 従って、本発明の目的は、改良された風力／ステム即ち風車を提供することであ る。

本発明の別の目的は、風速の変化に応じて風車の羽根のピンチを非常に厳密に制 御するようなシステムを提供することである。

本発明の更に別の目的は、発電機と関連して、種々様々な風状態の下で最大の電 力出力を発生するようなシステムを提供することである。

本発明の更に別の目的は、過大な風速やその他の非常状態に応じてすばやく停止 するような風カッステムを提供することであるっ 本発明の更に別の目的は、羽根が動けなくなったり氷によって固着されたりした 非常状態においても羽根を吹き流し位置へもっていけるような非常に大きな力を 発生する風車を提供することである。

本発明の更に別の目的は、長期間保守せずに作動することのできる風力システム を提供することである。

本発明の更に別の目的は、コストを最小限に維持するように一般の大量生産部品 を大巾に用いた上記の如きシステムを提供することである。

本発明の更に別の目的は、個々の部品を最小限の時間で比較的容易に修理又は交 換することのできる風カッステムを提供することである。

本発明のその他の目的の１部分は自明でありそして又１部分は以下の説明より明 らかとなろう。

従って、本発明は、以下の詳細な説明に示されたように構造、素子の組合せ及び 部品の配置につ°ハて特徴があり、本発明の範囲は請求の範囲で規定する。

簡単に説明すると、本発明の１虱カツステムは、旋回即ち揺首できるように高い 塔の上に枢着されて、風車Ｏ羽根が常に風の流れをさえ切るように設計される。

通常、この風カシステム即ち風車は”農場“′に設置された多数のもののうちの １つであり、全てのシステムの電気出力はその付近にある電力会社の送電線網に 送られる。各システムは、一般的な風速が最小値を越える限り電力会社の送電線 網へ電気出力を発生する。風速がこの最小値より下がると、風車によって有効な 電力出力が発生されず、従ってシステムは送電線網力・ら遮断される。

各システムは、フレーム支持体に回転可能に取り付けられた管状の風車シャフト を備えている。風車はこのシャフトの端に連結される。風車が空気流によって回 転されると、このシャフトのトルクが、加速伝達機構を経て、上記支持体に取り 付けられた発電機のシャフトに伝えられ、発電機は電力を発生し、この電力が電 力会社へ送られる。

本発明のシステムは、可変ピンチの風車羽根を用いており、そのピッチ角は、風 車の始動及び停止を容易にするように変えられると共に、発電機から定格電力を 発生するに要する風速を越えた時に風車のトルク出力を制限するように変えるこ とができる。このため、風車シャフトの回転運動はクラッチに−より同軸装着の 管状制御シャフトにも伝えられる。この制御シャフトはねじ切りされたピッチア クチュエータロッドを受け入れるように内部にねじが切られており、上記アクチ ュエータロッドは制御シャフトから風車のハブへと延びている。ここで、アクチ ュエータロッドはベルクランクにより羽根に連結されていて、アクチュエータロ ッドが直線運動すると、風車羽根のピンチ角が変わるようになっている。又、ハ ブ内のこのリンケージによりアクチュエータロッドは風車シャフトにも回転式に 連結され、これら２つの素子が一緒に回転するようにされている。

本発明の／ステムは、更に、制御シャフト及び風車シャフトの相対的な速度を調 整するように制御シャフトを回転させる可逆のサーボモータを備えている。風車 の羽根がその場所の通常風速に対し正しいピッチで方向付けされた時には、本シ ステムの制御装置はクラッチを入れて制御／ヤフトヲ風車シャフトに回転結合さ せ、これらのシャフト及びアクチュエータロッドが一緒に回転するようにさせる 。従って、アクチュエータロッドが直線運動することはなく、風車羽根のピッチ も変化しない。

然し乍ら、風速が変化する場合は、本システムの制御装置はクラッチを解離し、 サーボモータを駆動させて、制御シャフトを風車シャフトより速く又は遅く回転 させ、これによシ、その異なった風速に対して羽根のピッチ角を調整するに必要 な量だけアクチュエータロッドを進ませたり引っ込めたシさせる。従って、特定 の実施例においては、風速が下った場合に、モータが制御シャフトを風車シャフ トより速く回転させ、アクチュエータロッドを引っ込めて、羽根のピッチ角を全 出力位置（即ち、約０°のヒ諏チ角）に向って動がし、その結果、風車は更に大 きなトルクを発生すると共に速度が増す。これに対し、風速が増した場合には、 モータが制御シャフトを風車シャフトよりゆっくりと回転させる。これにより、 アクチュエータロッドが進むようにされ、羽根のピッチ角は吹き流し位置（即ち 、９ｏ°のピッチ角）に向って動がされ、その結果、風車のトルクは小さくなり その速度は下がる。

従って、アクチュエータロッドの直線位置即ち軸方向位置により、羽根のピッチ ひいては風速の直接的な指示が与えられる。

上記した同軸差動シャフト構成を用いることにより、本システムは、従来の°風 車に見られるような回転電気カップリング又は液圧力ップリングや、自在継手や 、回転斜板や、その他の摩耗性部品を必要とせずに、固定のロータリサーボモー タから回転風車羽根へ制御力を伝達できることに注目するのが重要である。

羽根のピッチセンサはアクチュエータロッドの直線位置に応答し、羽根が吹き流 し位置にある時及び全出方位置にある時を指示する信号を制御装置に与える。又 、このセ／すは、風車の回転を開始させるだめの最適な羽根位置であるいわゆる 始動位置（即ち、約４５°のピッチ角）に羽根がある時及びいわゆるスクラム角 に羽根がある時にも制御装置に信号を送る。上記のスクラム角は風車の機械的な 限界によって左右される。特に、各々の風車には、これが全出力で作動できると ころの最大安全風速がある。この点より上で風車が作動されると、風車の羽根や 、塔や、その他の機械部品の疲労寿命が影響を受ける。

従って、風車がその最大定格速度で作動しそして羽根が吹き流し位置からスクラ ム角（例えば２０°）−１で戻された場合には、これは風車を作動し続けるのに 危険な風速を指示する。この状態においては、制御装置がピノチセ／すからの信 号に応答し、サーボモータを作動させて、制御シャフトが風車シャフトよりも非 常にゆっくりと回転するようにし、或いは風車シャフトとは逆方向に回転するよ うにする。これにより、羽根はそれらの吹き流し位置へ非常にすばやく動かされ そして風車は停止する。

又、本発明のシステムは、このシステムへの電力が停電した場合、或いはピッチ サーボモータの故障のような非常状態の場合に、風車を停止させる構成体も備え ている。このため、本システムは、制御シャフトと支持体との間に電気ブレーキ 作用を用いている。風車の正常作動中には、発電機を作動させる回路網からブレ ーキへと導出された電力によってブレーキが解離され、制御シャフトは支持体に 対して自由に回転する。然し乍ら、風車が作動する時には、電力回路網への接続 を切らねばならず、従って羽根のピッチはもはや制御下になく、クラッチが解離 されるだけでなく、消勢状態のブレーキが制御シャフトに係合してこの制御シャ フト全支持体に直結させる。

風車は回転し続けるので、アクチュエータロッドが進まされ、従って羽根は完全 に吹き流し位置へもっていかれ、風車を停止させる。電力が遮断された時にはフ ェイルセーフ作動によって吹き流し位置をとることが重要である。

というのは、このような状態の下では、発電機に負荷がかメらず、風車に対する ねじれ荷重が急激に失なわれると、もし吹き流し位置をとる作用を行なわねば、 風車が急激に加速されて破壊的な過大速度状態にされるからである。

羽根が制御装置によって成るピッチ角をとるように指令された後にこのピッチ角 をとらなかった場合にも同じ非常ブレーキ作用が生じる。例えば危険な風状態の 下で羽根がスクラム角には達したがサーボモータの故障ニより短時間の内に吹き 流し位置をとらなかった場合は、制御装置が停電を模擬するようにブレーキを消 勢する。この際にブレーキは制御シャフトを支持体に結合し、従って羽根は舛び 吹き流し位置へ駆動される。かくて、ブレーキはスクラム位置においてサーボモ ータの補助体として働く。このようなフェイルセーフ作動モードにおいては、ブ レーキがかけられた制御シャフトに対して風で駆動されるＪＫ車が動くことのみ によって羽根が吹き流し位置にされることを理解するのが重要である。動いてい る風車は相当量のトルクを有しているので、羽根が氷で固着したりピッチ制御機 構が動かなくなったりした場合に羽根を安全な吹き流し位置へ駆動するように相 当の力を与えることができる。

更に、本発明のスクラムでは、羽根が吹き流し位置にされるや否や、アクチュエ ータロッドが機械的にブＶ−キを解離し、従って制御／ヤフトが支持体から離さ れると同時にアクチュエータロッドが制御シャフトに連結される。今や、制御シ ャフト、アクチュエータロッド及び風車シャフトは全て一緒に回転するので、ア クチュエータロッドは直線的に動くことができず、従って羽根は吹き流し位置か ら動くことが・できない。

このような／ステ゛ムにおいては、当然のことながら、最大の出力電力を発生す るように発電機を作動させることが所望される。一方、羽根、伝達機構、発電機 及び塔を含むシステムはそれらの機械的又は熱的な限界を越えてストレスを受け ないことが重要である。これらの制約を満たすために、本システムは発電機から の出力電力を監視し、発電機の出力をその最大電力定格に制限するように羽根の ピッチを変える。然し乍ら、発電機の出力を直接測定するのではなく、本システ ムは誘導型の発電機を用いており、この発電機は通常はその公称同期速度よりも 若干大きな速度で作動する。同期速度からのずれは、絶対ＲＰＭにおいて与えら れた”スリップ°′、即ち同期速度の１部分もしくはそのパーセンテージと称す る。このような発電機の特徴は、その出力電力がスリップ量と共に直接的に変化 することである。それ故、スリップ量と共に変化するこの発電機のシャフト速度 は発電機出力の直接的な指示を与える。タコメータはこの速度を監視し、制御装 置へ信号を与える。側脚装置は次いでクラッチ及びサーボモータを制御し、風車 の羽根のピッチ全、発電機からの出力電力の制限に必要とされる前記の最大電力 位置から、風状態の変化に拘りのない最大定格まで変える。

本発明のスクラムが始動される時には、羽根が吹き流し位置にあυそして風車が 固定されていると仮定する。

中央の制御ステーションからの信号により制御装置はクラッチを解離させそして サーボモータｒ駆動させてこのモータが制御／ヤフトヲ回転させるようにする。

これにより、アクチュエータロッドが引っ込められ、羽根のピッチ角を始動位置 に向って動かす。羽根が始動ピンチに達したことをピッチセンサが検出すると、 制御装置はクラッチを入れてサーボモータを停止させ、羽根はとのピッチ角に留 まる。

風速が、風車から有効電力出力を維持するに必要な最小値より大きい場合には、 風車が始動速度に加速される。

この速度が短時間持続された場合には、制御装置が再びクラッチを解離しそして サーボモータを作動し、風車の羽根をそれらの全出力位置へ動かす。発電機のタ コメータが速度により形成される正のスリップを指示して、発電機が有効電力を 発生していることを示す時には、制御装置が発電機を送電網に接続する。

風速が増すにつれて、発電機が最大許容電力に達するまで発電機の速度が増加す る。最大許容電力に達すると、発電機の速度セ／すが側倒装置へ信号を発生し、 制御装置はクラッチを解離しそしてサーボモータを作動し、制御／ヤフＨ−風車 ／ヤフトに対して回転させて、羽根のピッチを吹き流し位置に向って動かす。そ の結果、風車の速度が下がり、発電機をその最大電力出力状態に維持する。これ に対し、風速がその抜工がると、制御装置は羽根のピンチを全出力位置に向って 動かし、発電機を最大電力に維持する。

発電機をその定格出力に維持するために羽根のピンチをスクラム角へ動かさねば ならないような点まで風速が増加して、非常に強い風を指示する場合には、制御 装置がクラッチを解離しそしてサーボモータを作動して羽根を吹き流し位置へ動 かし、風車を停止させる。

本発明のスクラムは主として丈夫な機械部品で構成され、その多くは大量生産部 品であるので、システムを製造し組立てる経費は最小限に維持することができる 。更に、修理が必要な時には比較的迅速に行なうことができ、システムの停止時 間も最小限にされる。更に、本発明のスクラムは、羽根のピッチを制御するその モードにより急激な風速変化にもすばやく確実に応答すると共に、このシステム に熱的又は機械市な損傷を与えることのある過度な風速や非常状態が生じた場合 にも本システムは完全に保護される。

図面の簡単な説明 本発明の特徴及び目的を完全に理解するため、添付図面を参照して本発明を以下 に詳細に説明する。

第１図は塔に装着された本発明による風力システムの部分破断部分斜視図、 第２図は牙１図のシステムを詳細に示す拡大断面図、第６図は第１図のシステム の制御部を示す概略図、第４図はスクラムの羽根ピツチ制御リンケージを詳細に 示す図、 第５図はスクラムの各羽根の形状を示す概略図、そして 第６図は第１図のシステムの作動を示すグラフである。

好ましい実施例の説明 特にここに述べる風力システムは電力会社のネットワーク（”送゛電網”）へ電 力を送る発電機を駆動するのに使用されるが、これと同じ基本的なシステムヲ、 ′独立“′発電機、潅概ポンプ、コンプレッサ、コンベヤ等の原動機手段として も利用できることが理解されよう。

さて第１図を説明すれば、参照番号１０で一般的に示された風カシステム即ち風 車は、ロータリ型取付具１６によって塔１４の上部に固定されたフレーム支持体 １２を具備しており、ロータリ型取付具１６は支持体１２を旋回即ち掴着させる ことができる。塔１４は特定の場所における卓越風に基づいて典型的に５０ない し１５０フイートの高さである。本システムは、２４で一般的に示された風車に よって終端接続されるロータリ風車シャフト１８を備えている。ロータリ取付具 １６に対する風車２４の位置は、支持体１２が必要に応じて旋回して風車を風の 吹く方向に維持するような位置である。所望ならば、風向が変った時に風車２４ が風の吹く方向に保持されるように取付具１６を介して支持体を積極的に回転さ せるような掴着制御器（図示せず）を含ませることもできる。

図示された風車２４は、これによりさえ切られた空気流によって成る選択された 方向即ち第１図に示すような反時計方向に回転されるように設計されている。ト ルりは、シャフト１８から、２６で一般的に示された伝達機構によって取り出さ れる。図示された風カンステムは発電に使用されるので、伝達機構の出力シャツ ）２６ａは自在カツプリング１９を経て発電機２８のシャフト２８＆に連結され ていて、発電機を高速度で回転させる。

従って、風車２４が回転すると、発電機２８が電力出力ヲ兄生し、この出力は塔 １４を経て延びているケーブルろ６によりシステムから電気負荷へ送られる。大 部分の使用目的に２いては、電力が電力会社の局地的な送電網へ送られる。

ここに示すシステムでは、風車の羽根２４ａが風車のハブ２４ｂに回転可能に取 り付けられ、これらの羽根のピンチを調整するような構成にされている。特に、 ４４で一般的に示されたピンチ制御部が伝達機構２６に取り付けられている。制 御部４４は発電機の速度変化に応じてアクチュエータロッド４６を動かし、この アクチュエータロッド４６は制御部からシャフト１８を通って風車２４へと軸方 向に延びている。

ハブ２４ｂ内では、アクチュエータロッドがろ個のベルクランク４８によって羽 根２４ａの内端に連結されている。ロッド４６と１つの羽根２４ａとの間のベル クラック４８の連結が第４図に詳細に示されている。第４図より明らかなように 、羽根２４ａの内端は偏心部材４５を支持している。又、ロッド４６の端には３ アームスノくイダ４６ａが取り付けられている。リンク４７はその両端において 部材４５及びスパイダのアームに枢着されていて、ロッド４６の一方向又は他方 向の直線運動によって羽根２４ａが一方向又は他方向に回転されてそれらのピッ チが変えられる。同様のリンク４７によりスパイダ４６ａの他の２本のアームが 風車の他の２板の羽根２４ａに連結される。ロッド４６を風車シャフト１８に回 転可能に連結する一方、このロッドをこのシャフトに対して軸方向に移動できる ようにするため、小直径のシャフト端区分１８ａに長手方向スロット５１が形成 される。又、ロッド４６に取り付けられたピン即ちローラベアリング５６が上記 スロットに突出しており、これはカムホロワとしての機能をはソ果たす。

第５図に示されたように、羽根２４ａ自体は虱板のような形状にされる：、（に 、これらの羽根はその根元から先端（でかけて相当にねじれている。典型的には 、第５図に示されたように、羽根の先端（ｄ羽根の根元に対して約４５°の向き にされている。

第１図にξ線４９で示された流線型の通気ハウジング即ち僧帽状部は、当然風車 ２４を除いて支持体１２及びシステムの他の部品を包囲している。

ピンチ制御部４４の部品を詳細に示した第２図について説明する。／ギフト１８ は］・ウジング５０へ突出しており、ここでシャフト１８にはフランジ付きの管 状延長部５４を受け入れる端ぐり５２が形成されている。上記の弧長部５４はそ のクラックを貫通してシャフト１８の端へと延びているピン５５によりシャフト １８へ回転可能に連結される。シャフト１８及びその延長部５４内に同軸的に配 置されているの（は管状の制御シャフト６６である。このシャフト６６は延長部 ５４内に小直径区分６６ａｋ有し、これは延長部５４内でその一端に配置された ベアリングユニット６８の安住部を形成する。管状のスペーサ７２によってこの 第１のベアリングユニット６８から離間された第２のベアリングユニット６８が 延長部５４の他端に配置されている。これらのベアリングユニット及び延長部５ ４に対するシャフト６６の軸方向位置は、ベアリングユニット６８を越えたとこ ろでシャフト区分６６ａに形成された周囲溝７６に係合するロンクリ／グア４に よって維持される。

シャフト６６の他端１は、風車から離れた方の・・ウジング５０の端壁５０ａに 配置されたベアリングユニット７８によってジャーナル軸受される。ここに示す システムにおいては、制御シャフト６６の小直径区分６６ｂが、ハウジング５０ の両端の中間でこの）・ウジング５０に形成された内部頚部５０ｂを貫通して延 びている。シャフト区分６６ｂにはブッシング８２が係合される。このブッシン グは内部キー８２ａｋ有し、これは７ヤフト区分に設けられた長手方向のキー溝 ８４にスライド係合し、これによりブッシングはシャフトに回転可能にロックさ れる。ブッシング８２は、ブッシング及び頚部の基部に対して安住されるベアリ ングユニット８５によってハウジングの頚部５０ｂに対して回転する。ロックリ ング８６及び８８は、ブッシング８２の外面及び頚部５０ｂの内面に刻１れだ円 形の溝に係合し、従ってブッシングはハウジ、ングに対して軸方向にロックされ るがハウジングに対して回転することはできる。第３のロックリング９０は、ブ ッシング８２のすぐ左側で制御シャフトの区分６６ｂに形成された溝に安住され 、制御シャフトに対してクラッチ９４の軸方向位置を固定すると共にスラストを 吸収する。

第１図及び第２図をみれば、風車２４から延びているピッチアクチュエータロッ ド４６は制御区分４４へと延び込んでおり、もつと詳しく言えば、管状の制御シ ャフト６６の端へと延びている。更に、ロッド４６のこの端は４６ａにおいて外 面にねじが切られており、これは制御シャフト６６の端に形成されたナンド９２ とかみ合う。

又、第４図を参照して上記したように、ロッド４６は風車シャフト１８と共に回 転するようにされるが、ロッド４６とシャフト１８との間のピノ−スロット接続 によりシャフト１８に対して軸方向に動くことができる。前記したように、ピッ チアクチュエータロッド４６が長手方向即ち軸方向に動くと、制御シャフトが風 車シャフト１８より速く回転されるかゆっくりと回転されるかに基づいて風車の 羽根２４ａのピンチが一方向又は他方向に変えられる。

例えば、シャフト１８が牙１図に示されたように反時計方向に回転しそしてロッ ドのねじ４６ａが右ねじであると仮定すれば、シャフト６６がシャフト１８と同 じ速度で回転される場合には、アクチュエータロッドがシャフト１Ｂと共に回転 するので、制御シャフトのナツト９２とアクチュエータロッドのねじ切りされた 端４６ａとの間には相対的な移動が生じない。従って羽根のピンチ角には変化が 生じない。一方、シャフト６６がシャフト１８より速い速度で第１図でみて反時 計方向に回軸された場合には、ナツト９２とロッド端４６ａとのねじ係合により ロッド４６はシャフト６６に向って即ち第２図でみて左側に向って長手方向に引 っ込められる。ロッド４６のこの長手方向の動きによって羽根２４ａが回転され 、これらの羽根は全電力位置に向って動かされる。これに対し、シャフト６６が 固定保持されるか或いは第１図でみて時計方向に回転された場合には、ナツト９ ２に対する制御ロッドのねじ４６ａの相対的な回転運動によす制御ロッド４６は シャフト６６から離れるように動き、従って風車の羽根はそれらの吹き流し位置 に向って動かされる。

制御シャフトと風車シャフトとの相対的な回転を制御するため、ここに示す制御 胛部４４は９４で一般的に示されたクラッチを備えており、これはシャフト１８ と制御シャフト６６との間で作動する。このクラッチ９４は、。

ネジ９８によってシャフト延長部５４の内端壁５４ａに固定された平円盤状のク ラッチプレート９６を備えている。このプレート９６と、延長部５４に対するそ の連結は、このプレートが軸方向に若干撓み得るようなものである。このプレー ト９乙に対向して配置されているのは、制御シャント区分６６ｂに係合された管 状延長部１０２ａを有した第２のクラッチプレート１０２である。プレートの延 長部１０２ａＨ１この区分に設けられたキー溝８４にスライド係合する内部キー １０＝ｌ有し、これによりプｖ−ト１０２は制御シャフトと共に回転する。スリ ーブベアリング１０５上でクラッチプレートの延長部を取り巻いているのは、ト ロイダル状の電磁ワイヤコイル・磁極片ユニット１０６である。平円盤状のプレ ート１０８がコイル・磁極片ユニット１０６に取り付けられており、このプレー ト１０８はハウジング５０の内部フランジ５０ｃに取り付けられたピン１１０に より回転しないようにされている。プレート１０２は通常はプレート９６から解 離されていて、シャフト１８（及びロッド４６）は制御シャフト６６とは拘りな く回転するようにされている。然し乍ら、クラッチのコイル・磁極片ユニット１ ０６が付勢されると、クラッチプレート９６は軸方向に撓ませられてプレート１ ０２と摩擦係合され、これによりシャフト６６及び１８が一緒に回転する。前記 したように、これら２つのシャフト間に相対的な動きがない限り、ピッチアクチ ュエータロッド４６は軸方向に動かず、ひいては羽根２４ａのピッチが変化しな い。

このような相対的な動きは、クラッチ９４を解離しそしてシャフト６６をシャフ ト１８より速く回転させるか或いはゆっくりと回転させることによって達成され る。

ここに示すシステムにおいては、これは、／・ウジング５０の半径方向拡大部５ ０ｄに取９付けられた可逆サーボモータ１１６によって行なわれる。このモータ のシャフト１１６ａはプーリ１１８を支持し、このプーリは、ベルト１２２によ り、制御シャフト６６に連結された大きなプーリ１２４へ接続される。特に、こ のプーリ１２４はテーパ付ｕのロンクブツシング１２６に係合され、このブッシ ングはベアリング７８のすぐ内方でシャフト６６を包囲している。このブッシン グは、シャフト６６に形成されたキー溝１２８にスライド係合する内部キー１２ ６ａを有している。プーリ１２４は適当なネジ１３２によってブッシングに固定 され、このネジはブッシングのフラッジに設けられた開口を経て延びていて、プ ーリに設けられたねじ切りされた通路１６４へねじ込まれ、プーリとテーパ付き ブッシングとを係合させる。以下で詳細に述べるように、モータ１１６は、風速 が変わる時にモータの速度を変えるサーボループに接続される。それ故、風速が 発電機に定格電力を発生させるに要する風速を越えた時には風車の羽根に吹き流 し位置をとらせそして風速が発電機の定格出力を維持する風速より下った時には 羽根を全電力位置に向って動かすように、モータは風車シャフト１８（及びアク チュエータロッド４６）に対して制御シャフト６６を回転してアクチュエータロ ッド４６を動かす。

本システムのここに示す好ましい実施例に２いては、停電や、或いはサーボモー タ１１６を作動不能にするような他の故障が生じた場合に、風車の羽根を完全に 吹き流し位置にもっていって風車２４及びそのシャフト１８の回転を停止させる ような構成もなされている。特に、第２図を説明すれば、１４２で一般的に示さ れたブレーキが制御部４４に設けられており、これは制御シャフト６６とハウジ ング５０との間に作用してシャフト６６を完全停止へともっていく。シャフト６ ６が停止した場合、これが連結されているシャフト１８及びピノチアクチュエー タロッド４６が回転を続けると、ロッド４６は制御シャフトのナツト９２から離 れるように動カムされ、羽根２４ａをそれらの吹き流し位置へ回転させる。羽根 が吹き流し位置に達すると、羽根による収風量が下がり、従って風車２４の速度 は徐々に下って停止する。

ブレーキ１４２は、ボルト１４６によってハウジングのフランジ５０ｃに固定さ れたフランジ付きのブレーキハウジング１４４を備え、上記ボルト１４６はブレ ーキハウ／フグのフラッジを貫通して延びていて、ハウジングのフランジ５０Ｃ に設けられたねじ切りされた開口１４Ｂにねじ込まれる。ブレーキハウジング１ ４４内には平円盤状のブレーキシュー１５２がハブ１５４に取り付けられており 、このハブはブレーキハウジングの開口１４４ａを通って延び出している。・・ ブ１５４は制御シャフトのキー溝１２８にスライド係合されるキー１５４ａを有 し、これによりハブ及びブレーキシューはこのシャフトと共に回転される。

又、ブレーキハウジング１４４内にはブレーキシュー１５２に対向して離間され た平円盤状のプラグ１５８も配置されている。このプラグを越えたところには、 シャフト区分６６ｂにスライド式に取り付けられたブッシング１６２がある。父 、このブッシングにはベアリングユニット１６６によってリング即ちカラー１６ ４が回転可能に取り付けられる。カラー１６４の開口１７４にはボルト１７２が スライド式に受け入れられる。これらのボルトはプラグ１５８に設けられた整列 開口１７６を通して延び、これらの開口は圧縮バネ１８０を受け入れるように１ ７６ａに２いて端ぐ−り状にされている。

ブレーキシュー１５２とプラグ１５８との間には環状プレート即ちディスク１８ ２が配置されている。このプレート１８２にはねじ切りされた開口１８４が形成 されて円形に配列されておシ、これらの開口はボルト１７２を受け入れるように ねじ切りされている。従って、プレー）１８２はボルト１７２によってブレーキ ／ニー１５２と整列するように保持される。更に、プレート１８２はバネ１８０ によってブレーキシューに対して偏位される。

然し乍ら、この係合するプレートとプラグ１５８との間にはこのプレートをプラ グに対して引っ込めさせるに充分なすき間があり、プレートをこのように引っ込 める時にはボルト１７２がプラグの開口１７６及びカラーの開口１７４内を第２ 図でみて右へスライドする。ボルト１７２の頭部の下にはベレビル（Ｂｅ１ｌｅ ｖｉｌｌｅ　）　スプリングワッシャ１８５が含まれている。これらはバネ１８ ０よりも実質的にスチフネスがあり、ブレーキディスク１８２とプラグ１５８と の間のギャップを塞ぐようにカラー１６４を並進移動させるのに要する力によっ て実質的に圧縮されない。然し乍ら、このギャップが塞がれた時には、ベレビル スプリングワッシャ１８５はボルト１７２に破壊的な引張シ荷重をかけることな くカラー１６４を更にわずがな量だけ並進移動させることができる。プラグ１５ ８にはワイヤコイル１８６が含まれており、これは作動されると、プレート１８ ２をその引っ込んだ位置へ動かす。従って、ブレーキコイル１８６が作動される 限り、制御シャフト６６はハウジング５０内で自由に回転する。然し乍ら、停電 によってブレーキコイルが消勢された時は、バネ１８０がプレート全ブレーキ／ ニー１５２に押しつけ、このブレーキ７ユーはブレーキハウジング１４４によっ て・・ウジフグ５０に固定されている。それ故、プレート１８２が接続された制 御／ナツト６６はすばやく停止状態へともっていかれる。このような停電の場合 には、クラッチ９４が解離され、従って制御／ナツトのナツト９２と制御ロッド のねじ部４６ａとが切り離され、シャフト６６は風車／ナツト１８には拘りなく 自由に動く。

風車シャフト１８及びアクチュエータロッド４６が図示されたように反時計方向 に回転していると仮定すれば、停止したシャフト６６に対するシャフト１８及び ロッド４６の回転運動によりアクチュエータロッド４６は制御部７ヤフトから離 れるように動かされ、即ち第２図でみて右へ動かされる。これにより、羽根２４ ａはそれらの吹き流し位置へもっていかれ、従って羽根２４ａの弧面はもはや空 気流をさえ切らない。従って風車２４は速度が下がり、結局は停止する。ブレー キはこれが消勢された時に係合するので、制御部４４は、停電の場合に常にブレ ーキ１４２が作動して風車２４を停止させるという点で、フェイルセーフモード で作動する。

羽根２４ａが完全に吹き流し位置へもっていかれた時にも、風車２４はその質性 により回転し続けることがある。それ故、羽根がこの吹き流し位置を越えて更に 進んでピンチ制御機構の部品を破壊するのを防ぐためＫは、ブレーキを消勢する 手段を設けねばならない。特に、第２図を説明すると、アクチュエータロッド４ ６はハウジングの端壁５０ａ’！ｉ＝貫通して突出する延長部４６ａを有してい る。この延長部にはカラー１９４が取り付けられている。又、シャフト６６の端 ６６ｄはカラーに対向した上記壁を貫通して突出している。カラーとシャフトと の相対的な位置は、アクチュエータロッド４６が羽根２４ａの吹き流し位置に対 応する位置まで進んだ時にブレーキ１４２が機械的に解除されるような位置であ る。

特に、３個のブツシュロッド即ちキー２０４の円形配列体が制御シャフトの区分 ６６ｂの壁に設けられた長手方向通路２０６にスライド可能に配置されている。

これらロッドの内端２　’０４　ａはブッシング１６２に係合する。

それらの外端２０４ｂはシャフトの端６６ｄｋ越えて突出している。ロッド端２ ０４ｂの位置は、羽根が吹き流し位置にある際にカラー１９４がロッド２０４に 係合するような位置であり、これらロッドはこの時にブッシング１６２を第２図 でみて右ヘンフトさせてプレート１８２をブレーキシュー１５２から解離させる 。

前記したように、ボルト１７２の頭部の下にあるベレビルスプリングワツンヤ１ ８５はバネ１８０よりも実質的にスチフネスがちり、それ故、プレート１８２と シュー１５２とのブレーキ面を分離するために与えられた作動力によって実質的 に圧縮されない。

さて、ブレーキが制御シャフトの回転を遅らせることはもはやないが、消勢され たサーボモータの質性及び摩擦トルクがプーリ１１８及び１２４の歩進比によっ て増倍されてこれが制御／ナツトの回転を遅らせるように彦おも作用する。これ は、風車の回転が吹き流し位置で止まらなかった場合に制御機構を更に吹き流し 位置方向に駆動しようとする。吹き流し位置方向へこのように更に駆動されると 、ピッチ制御機構の部品が損傷を受けることがおる。然し乍ら、本発明の構成に おいては、ベレビルワソノヤによって許容されるだけ突出ロッド２０４ｂを更に 変位させそしてカラーの面１９４ａと制御シャフトの端６（Ｓｄとを係合させて 、このクラッチ状の作用によりアクチュエータロッドと制御ノナツトとを回転結 合させ、これら部品がそれ以上相対的に動かないようにし、この際に羽根が吹き 流し位置に効果的にロックされるようにすることにより、制御機構の部品が損傷 を受けるおそれが排除される。

本システムの目的は、風車２４をできるだけ最大効率の近くで作動させて発電機 ２８から最大出力電力を得る一方、風車及び発電機を機械的又は熱的な損傷から 保護することでちる。このため、制御部４４は第１図及び第３図に２０６で一般 的に示された電子制御装置を備えている。この制御装置は発電機の出力を監視し そして風速の変化に応じて風車の羽根のピッチを制御する。風速が発電機の定格 電力出力を持続するような風速に等しいか又はこれより遅い時には、羽根をそれ らの全出力ピッチ位置に保持することによってはソ最適な電力出力が与えられ、 サーボ作用は必要とされない。然し乍ら、風速が定格出力に必要な風速を越える 時には、羽根が吹き流し位置に向って動かされ、発電機の出力電力が定格レベル に制限される。

発電機２８は、発電機として作動される非同期誘導モータであるのが好ましい。

従って、その出力電力は”スリップ”′の量ひいてはシャフトの速度に直接関係 している。第１図に示されたように伝達機構２６に取り付けられたタコメータ２ ０８は、発電機のシャツ）２８＆の速度を測定し、これに対応する電気信号を、 制御装置２０６、特にこの制御装置のマイクロプロセッサ２１０へ送る。

このグロ°セッサ２１０には、風車の羽根２４ａのピッチを表わすピッチセンサ ２１２からの信号も送られる。これらの信号に応答して、プロセッサは、駆動装 置２１４及び２１６によシフラッチ９４及びブレーキ１４２を各々作動すると共 に駆動装置２１８によってモータ１１６を作動し、発電機の出力を最大にするか 又はこの出力を定格出力に制限するのに適した角度に羽根のピッチを維持する。

風車の羽根が完全に吹き流し位置にあると仮定してシステムを始動させるために は、離れた場所にある制御ステーション２２４（第６図）からの信号が、塔１４ を経て延びる制御ケーブル２２６によって制御装置のプロセッサ２１０へ送られ る。これにより、プロセッサはクラッチ駆動装置２１６及びモータ駆動装置２１ Ｂへ信号を発生し、クラッチを解除すると共にモータ１１６をして制御７ヤフト ６６を風車シャフト１８（これは静止している）より速く回転させる。これによ り、羽根２４ａのピッチは、吹き流し位置と全出力位置との閘のいわゆる始動位 置例えば４５°のピッチ角へと動かされる。羽根のこの始動位置では風車全停止 状態から最も容易に回転させ始めることができる。ピッチセンサ２１２は、羽根 がこの角度に達した時を検出し、プロセッサ２１０へ信号全発生し、このプロセ ッサをしてモータ１１６への駆動電流を停止場せると共にクラッチ９４を作動さ せ、羽根がこの始動位置に留するようにする。今、システムは第６図に示された 領域ＩＫｆ、−いて作動している。

風車は、風速が成る選択された最小値例えば１２ｍ／時を越えるまで、羽根２４ ａがその始動位置にあるようにしてこの始動モードに保たれる。風速が上記速度 を越えた時に、発電機２８の速度を監視するシステムの制御装置２０６が、発電 機の速度が成る選択された値例えば２５　Ｏｒｐｍを成る時間例えば６０秒越え たことを感知した場合にｌ／′ｉ、制御装置が羽根を全出力位置へ動かす。即ち 、制御装置１４．羽根が全出力角例えば約Ｏ°に動かされるまでクラッチ９４を 解離すると共にサーボモータ１１６を作動し、羽根が上記の全出力角まで動かさ れた後、モータは作動不能にされそしてクラッチが再び係合されて、羽根がその 角度にロックされる。

羽根が全出力位置にある状態では、風速が増加するにつれて、発電機の速度が高 くなる。従って、発電機の出力電力は第６図の領域■の波形Ｐで示されたように 増加する。発電機が同期速度に達するか又はこれを越えると、制御装置２０６は スイッチ２２７を閉じ、発電機２８を送電網へ接続する。

一方、時々吹く突風によって瞬間的にのみ始動速度に達する場合には、羽根が始 動角に保たれ、風車は作動領社の送電網から分離される。

典型的な設備では、約２２ｍ／時の”定格”風速において最大電力レベルに達す る。発電機の速度が最大電力に対す・る速度に達すると、この状態がタコメータ ２０８と、これが通信するプロセッサ２１０とによって感知される。

この状態に応じて、プロセッサは、瞬間的にクラッチ９４を解離しそしてサーボ モータ１１６を付勢し、羽根２４ａｔそれらの吹き流し位置に向って動かす。こ れにより、風車は、発電機の電力をこの最大値に制限する量だけ速度が下がる。

換言すれば、羽根は風速が７ステムの定格風速を越えた時に風車のトルク出力を 制限するように吹き流し位置に向って動かされる。従って、その後風速が増、１ １＋１］又ｊｒｉ減少することにより、制御装置はクラッチを解ｆａ−すると共 にサーボモータを作動して羽根をそれらの全出力位置から遠ざけたりこの全出力 位置に近づけたりし、風速変化を補償して、領域Ｈの風においては発電機の出力 電力を最大にし或いは領域■の風においては電力をその定格出力に制限する。今 やシステムはオ６図の領域■で作動している。

風が止んで（即ち、領域Ｉに下って）発電機が規定の時間中電力会社の送電網へ 有効電力を送れない場合には、この状態がタコメータ２０８及びプロセッサ２１ ０によって感知される。この時プロセッサは送電網への電気スイッチ２２７を開 き、風車の羽根２４ａをそれらの始動位置へ戻す。一方、風速が危険な程増別し 、例えばオ６図の領域■において４１ｍ／時に増加して、発電機の定格出力を維 持するために羽根をスクラム角（例えば２０°）に動かさねばならないような点 になった場合には、制御装置がクラッチ９４を解離しそしてサーボモータ１１６ を風車とは反対の方向に駆動させる。この相対的な動きにより羽根は完全に吹き 流し位置にされ、システムへの損傷が回避される。

更に、プロセッサ２１０が非常に短い時間インターバル例えば１０秒以内にピッ チセンサ２０８からの信号を受けず、例えばモータ１１６の損傷又はプーリベル ト１２２の切断知よって羽根が吹き流し位置へもっていかれないことを指示する 場合には、プロセッサがモータ１１６、クラッチ９４及びブレーキ１４２を消勢 する。

これにより、羽根は、サーボモータによって吹き流し位置へもっていかれる場合 よりはゆっくりとした速度であるが、上記したように回転する風車により与えら れる力で吹き流し位置へもっていかれる。同様に、システムへの電力が停電した 場合に１ｒｉ、クラッチ及びブレーキが消勢されて、同じ結果となる。実際（Ｃ Ｉｄ　、プロセッサ２１０は、吹き流し位置にもっていくというプロセッサから の指令にも拘らず成る選択された時間切れインターバル以内にこの結果が得られ なかった時や発電機の電力出力がその選択された定格値より減少されなかった時 にこのようなフェイルセーフブレーキモードを開始する。

ピッチセンサ２１２Ｕ種々様々な型式のセンサのうちのいずれか１つである。例 えば、アクチュエータロッドの延長部４６ａの長手方向位置に応答する簡単な機 械的、光学的、又は磁気的なスイッチが使用され、１つのスイッチは羽根が９０ °の吹き流し位置になった時に閉じ、第２のスイッチは羽根が４５°の始動角に なった時に閉じ、オろのスイッチは羽根が２０°のスクラム角になった時に閉じ 、そして第４のスイッチは羽根が０°の全出力ピッチ角になった時に閉じる。こ れらのスイッチは、制御装置のプロセッサ２１０へ適当なレベルの電圧を印卯し 、このプロセッサをして、前記したように制御部４４のクラッチ、ブレーキ及び サーボモータを適切に制御するに要する出力を発生させるように接続される。或 いは又、アクチュエータロッドの延長部４６ａによって駆動されるデジタルエン コーダ（増分式又は絶対値式）−又はポテンショメータ（及びアナログ−デジタ ルコンバータ）ヲ用いてピッチ位置をプロセッサ２１０へ送ってもよい。これら の変形態様においては、プロセッサのソフトウェアを変えることによって位置を 調整することもできるし、或いは離れた場所知ある制御ステーション２２４かう 受けた指令によって位置を調整することもできる。又、これらの装置では、離れ た場所にある制御ステーション２２４で羽根のピッチを更に厳密に監視して、例 えば診断情報を得るようにすることができる。

オ６図・ては、羽根のピッチを常時監視する特に高精度のセッサ２１２が示され ている。ロンドの延長部４６ａの端は方形断面のスライド体２３２の端へ突出し 、ココで、このスライド体に沿って可動な方形スライダ２３４に係合する。ロン ドの延長部４６ａとスライダとの間には回転連結がなされていて、延長部の回転 運動を受け容れるようにされている。ナツトに取り付けられているのは平らな可 涜性ストラップ２３６の１端であり、その他端はローラ２３８（で巻がれている 。このローラはストラップ全巻き取るようにバネ付勢され、そのシャツ）　２３ ８ａはデジタル７ヤフトエンコーダ２４２のシャフトに連結されている。従って 、このエンコーダのデジタル出方は、羽根２４ａのピッチを左右するロッド延長 部４６ａの直線位置を表わしている。

従って、以上の説明より明らかなものの中でも前記した目的が効果的に達成され ることが分がろう。又、上記の構造において、本発明の範囲から逸脱せずに幾つ かの変化がなされ得る。例えば、クラッチ９４及びモータ１１６は、羽根のピッ チを制御するようにプロセッサ２１０からの制御信号（（応答して風車／ナツト １８に対して正しい速度で制御シャフト６６を回転する１つの同期サーボモータ と取り替えられてもよい。或いは又、風トルクから時計方向及び反時計方向トル クを導出する中間ノナツト手段を設けて、電気クラッチを介してピッチ制御シャ フト６６へ選択的に連結し、ピッチを変えるようにしてもよい。この場合には、 風車の始動回転を行なえるように吹き流し位置から始動角へとピッチ角をゆっく り動かすことしが必要とされないので、モータ１１６の容量を実ａ的に下げても よい。それ故、上記の説明又は添付図面に含まれた全ての事柄は本発明を解説す るものであって本発明をこれに限定するものではないことが意図される。

又、次に述べる請求の範囲は、ここに開示する本発明の一般的及び特定の特徴を 全て網羅するものであることが理解されよう。

新規にして且つ米国特許証によって保証されることを希望する請求の範囲は次の 通りである。

ＦＩＧ、４ 領琢 ＦＩＧ、６ 昭和　年　月　日 特許庁長官　殿 １、事件の表示　ＰＣＴ／ＬＩＳ８２／　００９５１、発明の名称　風力システ ム ３、補正をする者 事件との関係　出願人 ５、補正命令の日付　昭和５８年４月１２日国際調査餌失

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．Ａ、支持体と、 Ｂ、上記支持体に回転式に取り付けられた風車７ヤフトと、Ｃ０上記風車シャフ トの一端に連結されたハブに回転式に取り付けられた可変ピンチの羽根を有する 風車と、Ｄ、上記風車／ヤフトに連結されたトルク取り出し手段と、 Ｅ、上記羽根のピッチを制御する手段とを具備し、この手段は、 （１）上記支持体に回転式に取り付けられた制御シャフトと、 （２）　上記制御シャフトと風車シャフトとの相対的な回転に応じて上記羽根の ピッチを変える手段と、（３）上記風車シャフトにより発生されたトルクの変化 に応じて上記相対的な速度を変化させる手段とを備えていること全特徴とする風 カンステム。 ２、上記のピッチ制御手段は、 Ａ、直線作動のアクチュエータ手段と、Ｂ、（１）　上記アクチュエータ手段の 一方向の直線運動により上記・・ブにおいて上記羽根をそれらの吹き流し位置に 向って動かすようにし、そして （２）上記アクチュエータ手段の反対方向の直線運動により上記・・ブにおいて 上記羽根をそれらの全出力位置（・′こ向って動かすように、上記アクチュエー タ手段全上記羽根の内端に連結する手段と、 Ｃ０上記制御シャフトと風車７ヤフトとの相対的な動きの変化に応じて上記アク チュエータ手段を直線的に作動させる手段とを備えた請求の範囲第１項に記載の システム。 ６Ａ、上記の連結手段は、上記アクチュエータ手段を上記風車シャフトに回転式 に固定する手段を備え、Ｂ、上記作動手段は、 （１）上記アクチュエータ手段及び制御シャフトをねじ係合させる手段と、 Ｑ）上記支持体に対する上記制御シャフトの回転運動を制御する手段と全備えた 請求の範囲第２項に記載のシステム。 ４、上記制御手段は、上記制御シャフトと風車シャフトとの間に作用するクラッ チを備え、このクラッチは、これが係合された時は、上記制御シャツトラ風車シ ャフトに連結させて両シャフトが一緒に回転するようにし、これにより、上記ア クチュエータ手段が直線的に動かないようにする請求の範囲第３項に記載のシス テム。 ５Ａ、上記制御手段は、上記支持体に対して上記制御シャフト全回転させて上記 風車シャフトに対する上記制御シャフトの回転運動を変えるように上記支持体に 固定された原動機手段を備え、 Ｂ、上記の変化させる手段は、風車が遭遇する風の速度が変化しても上記風車シ ャフトが実質的に一定のトルクを発生するように上記原動機手段の速度を調整す る手段を備えている請求の範囲第３項に記載の／ステム。 ６８Ａ、上記トルク取り出し手段に機械的に連結された発電機を更に備え、 Ｂ、上記調整手段は、上記発電機の出力電力の変化に基づいて上記出力電力を成 る選択された最大値に制限するように上記原動機手段の速度全制御する請求の範 囲第５項に記載の／ステムっ ７　上記制御手段は、上記制御シャフトと上記支持体との間に作用するブレーキ を備え、このブし一キは、これが係合されると、上記制御シャフトの回転運動を 停止させて、上記アクチュエータ手段を上記一方向に動がし、回転する風車によ り発生される力のみによって風車の羽根を吹き流し位置へもっていくようにする 請求の範囲オろ項に記載の風カッステム。 ８　上記羽根が完全な吹き流しピッチ角をとった時に上記ブレーキ手段を解除す ると共に上記制御シャフト’２上記風車シャフトに回転式に係合させて両者が一 緒に回転するようにし、これにより、羽根が上記角度から実質的に動かないよう にする手段を更に備えた請求の範囲オフ環に記載のシステム。 ９　上記制御手段は、更に、 Ａ、上記支持体に対して上記制御シャフトヲ回転させて、上記風車シャフトに対 する制御シャフトの動きを変えるように上記支持体に固定された原動機手段と、 Ｂ、上記制御シャフトと上記支持体との間に作用するブレーキと全備えており、 このブレーキは、これが係合される一方、上記クラッチが解離された時にば、上 記制御シャフトの回転運動を停止させて上記アクチュエータ手段を上記一方向に 動がし上記風車の羽根を吹き流し位置にもっていく請求の範囲第４項に記載のシ ステム。 １０　上記制御手段は、上記クラッチ、ブレーキ及び原動機手段全制御する電気 制御装置を備えた請求の範囲オ９項に記載のシステム。 １１　上記に車／ヤフト、制御シャフト及びアクチュエータ手段は全て同軸的で ある請求の範囲第２項に記載の７ステム。 １２Ａ、上記風車シャフト及び制御シャフトは管状であり、 Ｂ、上記アクチュエータ手段は上記制御シャフト内に半径方向に配置されそして 上記制御シャフトは上記風車シャフト内に半径方向に配置される請求の範囲第１ １項に記載のシステム １３、上記連結手段は上記アクチュ・エータ手段と上記羽根の内端との間に作用 するクランク手段金偏えている請求の範囲第２項に記載の／ステム。 １４Ａ。上記アクチュエータ手段はねじ切りされたロンドを含み、 Ｂ、上記作動手段は上記ロンドにねじ係合する上記制御シャフト上のナツトを含 む請求の範囲第２項に記載のスクラム １５Ａ、上記風車シャフトに対する上記制御シャフトの基準位置からの全角度変 位に応答して、上記羽根が、吹き流し位置、始動位置、全出力位置、及び後者の ２つの位置間のいわゆるスクラム位置にある時を指示する手段と、 Ｂ、上記指示手段に応答して、風車が吹き流し位置に向ってスクラム角へと戻さ れた状態でも定格発電電力が維持される程風速が速い場合に上記の変化させる手 段をして上記羽根を完全な吹き流し位置へ動かす手段とを備えた請求の範囲第２ 項に記載のシステム。 １６、Ａ、上記制御手段は、上記支持体に対して上記制御シャフトを回転させて 上記風車シャフトに対する上記制御シャフトの回転運動を変えるように上記支持 体に取９付けられた同期サーボモータ金偏え、そしてＢ、上記変化させる手段は 、風速がシステムの定格風速より低い時には風車シャフトが最大トルクを発生し そして風速が上記定格風速を越えた時には定格トルク以下のトルク全発生するよ うに上記原動機手段の速度を調整する手段を備えている請求の範囲オろ項に記載 のシステム。 １７、　Ａ、支持体と、 Ｂ、上記支持体に回転式に取や付けられた風車シャフトと、 Ｃ０上記風車／ヤフトの一端に連結されたハブに回転式に取り付けられた可変ピ ッチの羽根を有する風車と、Ｄ、上記風車シャフトに連結されたトルク取シ出し 手段と、 Ｅ、上記支持体に回転式に取り付けられた制御シャフトと、 Ｆ、上記制御シャフトと風車シャフトとの相対的な動きに応じて上記羽根のピッ チを変える手段と、Ｇ、上記支持体と制御シャフトとの間に作用するブレーキで あって、このブレーキを保合させることにより、回転する風車により発生された トルクのみによって上記羽根全完全な吹き流し位置へ動かすことができるような ブレーキと全具備することを特徴とする風カッステム。 １８、上記ブレーキは、停電の場合に上記風車の羽根が吹き流し位置へもってい かれるように、消勢時に係合する電気ブレーキである請求の範囲第１７項に記載 のシステム。 １９　上記羽根がそれらの吹き流し位置に達した時に上記羽根をこの位置に維持 するように上記ブレーキを解離し上記制御／ヤ７トと風車／ヤフト１回転式に連 結する手段を更に備えた請求の範囲第１７項に記載のスクラム。 加、Ａ、上記ピッチを変える手段は、上記風車シャフトに回転式に固定された直 線作動のアクチュエータ手段を備え、基準位置に対するその直線位置は上記羽根 のピッチ角を表わしており、 Ｂ、上記解離及び連結を行なう手段は、（１）上記ブレーキへと延びていて、移 動時に上記ブレーキを機械的に解離するブレーキ解除手段と、（２）　上記アク チュエータ手段上にあシ、上記アクチュエータ手段が上記羽根の吹き流し位置に 対応する位置へと直線的に移動された時に上記解除手段を動かすと共に上記制御 ／ヤフトＫＩｌ擦係合する手段とを備えている請求の範囲第１９項に記載の／ス テム。 ２１、　Ａ、上記風車シャフトに対する制御シャフトの基準位置からの全角度変 位に応答して、上記羽根が吹き流し位置、始動位置、全出力位置、及び後者の２ つの位置間のいわゆるスクラム位置にある時を指示する手段と、Ｂ、上記指示手 段に応答して、上記風車が吹き流し位置に向って上記スクラム角へもっていかれ た状態でも発電機の定格電力が維持される程風、速か速い場合に上記ブレーキを 係合させて上記羽根をそｔらの完全な吹き流し位置へ動かす制御手段とを更に備 えた請求の範囲第１７項に記載のスクラム。 ２２、Ａ、上記ピッチ全変える手段は、（１）　上記支持体に対して制御シャツ トラ回転させる原動機手段と、 （２〕　上記制御／ヤフトｉ上記風車シャフトに回転式に結合するクラッチとを 備え、そしてＢ、上記風車シャフトにより発生されたトルクに応答して、上記ク ラッチ及び原動機手段全作動させ、風速の変化に拘りなく上記トルク全実質的に 一定の値に維持するような制御手段を更に備え九請求の範囲第１７項に記載のシ ステム。 ２３Ａ、支持体と、 Ｂ、上記支持体に回転式に取り付けられた風車シャフトと、 Ｃ６上記風車シャフトの一端に連結されたハブに回転式に取り付けられた可変ピ ンチの羽根全有する風車と、Ｄ、上記風車シャフトに連結されていて、定格出力 電力全発生する誘導発電機であって、その速度がその出力電力を表わしているよ うな発電機と、Ｅ、上記発電機の速度を監視してこの速度全表わす信号を発生す る手段と、 Ｆ、上記羽根のピッチを変える手段と、Ｇ、上記監視を行なう手段からの信号に 応答し、風速がシステムの定格風速より低い時は上記発電機が最大出力電力を発 生しそして風速が上記定格風速を越える時は定格出力電力以下の電力を発生する ように上記のピッチを変える手段を制御する手段とを具備したことを特徴とする 風カンステム。 ２４、上記監視手段は、上記発電機に機械的に接続されたタコメータを備えてい る請求の範囲第２３項に記載のスクラム。 ５　上記のピッチを変える手段は、 Ａ、上記支持体に回転式に取り付けられた制御シャフトと、 Ｂ、上記制御シャフトと風車シャフトとの相対的な回転に応じて上記羽根のピッ チ角を動かす手段と、Ｃ９上記風車シャフトにより発生されたトルクの変化に応 じて上記の相対的な回転を変える手段とを備えている請求の範囲第２６項に記載 のシステム。 ２６Ａ、上記支持体と制御シャフトとの間に作用するブレーキを更に備え、この ブレーキを係合させることにより、上記羽根は、回転する風車により発生される トルクのみによってそれらの吹き流し位置へ動かすことができ、Ｂ、上記風車シ ャフトに対する制御シャフトの基、準位置からの全角度変位に応じて、上記羽根 が吹き流し位置、始動位置、全出力位置、及び後者の２つの位置間のいわゆるス クラム位置にある時を指示する手段を更に備え、そして Ｃ１風車が吹き流し位置に向って上記スクラム角へもっていかれた状態でも発電 機の定格電力が維持される程風速が速い場合に羽根が全出力位置から上記スクラ ム位置へ動かされた時上記の指示手段に応答して上記ブレーキ金係合させて上記 羽根をそれらの完全な吹き流し位置へ動かすような制御手段を更に備えている請 求の範囲第２５項に記載のシステム。 ２Ｚ　上記ブレーキは上記発電機の負荷である回路網から電力を導出する電気ブ レーキであり、電力回路網への電気接続が遮断された時に上記ブレーキが消勢さ れて係合され、これにより上記羽根がそれらの完全な吹き流し位置へ動かされる 請求の範囲第２６項に記載のシステム。