JPS6212395B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は風力タービンに係り、特に、中央の可
撓ビーム部材の両端に支持された空力羽根を有
し、回転軸線のまわりに回転しかつ片揺れ軸線の
まわりに自由に枢動するように支持構造により支
持されており、またピツチおよび揺首制御能力を
有する風力タービンに係る。

風力タービンにおいては、米国特許第1792212
号に記載されているように、揺首制御の目的で、
好ましくは風見羽根による補助のもとに、タービ
ンの抗力を利用するのが通常である。また風力タ
ービンにおいては、速度制御機構を設けないか、
米国特許第2215413号に開示されている形式の複
雑な速度制御機構、すなわち遠心的に応答する重
もりを過速度調速機として用い風力タービンをそ
の特性上は好ましくない低い回転速度に保つも
の、を設けるか、のいずれかが通常となつてい
る。

さらに、風力タービンに設けられている揺首制
御機構は通常、風向信号を揺首電動機に送る風向
検出器を含み、この電動機により、風向信号が零
に減ずるまで、風力タービンを揺首方向に駆動す
るようになつている。その揺首補正運動中に風力
タービンにより高いジヤイロ力が発生されるのを
避けるために、風力タービンの片揺れ方向の駆動
は非常に緩慢に行なわれなければならない。した
がつて、かかる揺首制御機構による揺首補正は緩
慢であり、システムの効率が減ぜられる。この片
揺れ運動システムと対照的に本発明による構造で
はジヤイロ力を抑制する必要がなく、揺首制御を
行なうためにジヤイロ力を有利に利用している。

本発明の主たる目的は、風力タービンであつ
て、その空力羽根を両端に支持している中央の可
撓ビーム部材が、接着された一方向の高引張強さ
の繊維部材から製造され、それにより、タービン
により発生される遠心力に応答する前記ビーム部
材のねじれによつて前記羽根のピツチ角したがつ
てまた速度の制御を可能とするように前記羽根を
支持し、かつ空力的に発生されるモーメントを揺
首制御運動用としてタービンに加えるようにター
ビンの面から曲がるに十分な可撓性を有している
風力タービンを得ることである。

本発明によれば、羽根とハブとの間に重くかつ
複雑な結合部を要せず、また羽根のピツチおよび
揺首が自動調整される風力タービンが得られる。

さらに本発明による風力タービンは最大の風力
タービン性能を得るように羽根のピツチ角および
タービンの回転数を変更する制御機構を含む。

さらに本発明の特徴は、風力タービンが自己始
動することである。

さらに本発明の特徴として、風力回転翼はター
ビンが風に対して最大面積を向ける揺首位置を自
動的かつ急速にとるように構成されている。

さらに本発明の特徴は、初期費用が低くしかも
最低の維持費用しか要さない風力タービンが得ら
れることである。

さらに本発明の特徴として、タービンの揺首お
よび速度制御が簡単かつ安価な構造あるいは機構
を用いて行なわれ得る。

さらに本発明の特徴は、支持機構の風下側で自
動的に作動するように設計された風力タービンを
得ることである。

本発明の他の利点および特徴は、以下に図面に
もとづいて説明するなかで明らかとなろう。

現今の燃料不足により風力タービンが、燃料を
必要とせず、環境汚染を生ぜず、まだ燃料補給に
問題のある遠隔地を含めて任意の地点に設置し得
る動力発生機構として見直されている。しかし、
これらの魅力的な利点にもかかわらず、風力ター
ビンが実用に供されるためには、初期費用および
維持費用の点で他の動力発生装置と競争し得るも
のであることと、必要な動力を発生するため十分
な効率で作動し得るものであることとが必須条件
である。さらに風力タービンは、寸法が合理的
で、構造が簡単で、回転速度および揺首の制御が
容易なものでなければならない。

本願発明者は、中央の可撓ビーム部材の両端に
支持された空力羽根を有する二枚羽根の回転翼を
含む風力タービンにより上記の必要条件が満足さ
れることを見い出しており、その構造および利点
について以下に説明することにする。

第１図を参照すると、タービン装置１０は、好
ましくは地面１４から直立した塔状の構造体であ
る支持機構１２を含む。風力タービン１６は、回
転軸線１８および揺首軸線２０のまわりに回転可
能なように、支持構造体１２により支持されてい
る。風力タービン１６は揺首軸線２０のまわりの
自由枢動を許す結合物１７により支持機構に結合
されている。このタービン１６と支持機構１２と
の間の自由枢動可能な結合により、タービンの揺
首モーメントは支持機構１２に伝達されない。風
力タービン１６は、正常作動中、到来する風に垂
直な回転面を保とうとする回転翼の自然傾向によ
り支持塔１２の風下に位置するように構成されて
いる。また回転開始前は、初期の風速を受けて風
見羽根がタービンを自動的に支持塔の風下に位置
させるようになつている。第１図には四枚羽根の
タービンが示されているけれども、任意の偶数の
羽根を有するタービンが本発明の構造にしたがつ
て製作され得ることは理解されよう。風力タービ
ン１６は通常の態様で任意の動力機構と機械的に
結合されているが、かかる結合部は本発明の範囲
に属さないので図示されていない。

風力タービン１６の構造は第２図に一層詳細に
示されている。第２図には四枚羽根のタービンが
示されているけれども、二枚、三枚、四枚あるい
は任意の偶数の羽根を有する風力タービン１６が
本発明にしたがつて構成され得ることは理解され
よう。羽根保持機構を簡単なものですますために
は偶数個の羽根を備えたタービンが好ましいけれ
ども、羽根保持機構を変更すれば奇数個の羽根を
採用することもできる。説明の目的で、以下には
偶数個の羽根を有するタービンを対象とすること
にする。第２図を説明するにあたつて、二枚羽根
系の一方の構造についてのみ説明するが、他方の
二枚羽根系が全く同一の構造を有し、回転軸線１
８に対して実質的に垂直なタービン回転面内に等
しい周縁間隔で位置するように前者に重さねられ
ていることは理解されよう。タービン１６は中央
のビーム状の可撓部材２４を含み、この部材は回
転軸線１８を通過し、その両側に好ましくは等し
い長さで延在し、またその両端に羽根２６および
２８を担持しており、回転軸線１８のまわりに羽
根とともに回転し得る。この可撓ビーム部材２４
は複数個の一方向の高引張強さの繊維部材たとえ
ばカーボン／エポキシ、繊維ガラスあるいは他の
周知の高引張強さの繊維を通常の硬化性接着剤た
とえばプラスチツクスにより一体に接着して、断
面が長方形で全体としてビーム状の部材に形成し
た複合構造体である。この中央可撓ビーム部材の
構造は、重量が軽く、しかも引張強さが高く、し
たがつて、その両端に回転翼羽根２６および２８
を支持し、その回転により生ずる遠心力のすべて
を吸収し得る点で、本発明にとつて非常に重要な
条件を満足することができる。加えて、ビーム部
材２４は、好ましくはビーム部材２４の中心に位
置し回転軸線１８に対して垂直なねじり軸線３０
のまわりにビーム部材２４のねじれを許すような
低い横弾性係数Ｇを有する。ビーム部材２４の横
弾性係数Ｇおよび断面寸法は、許容応力範囲内で
ねじり軸線３０のまわりのビーム部材２４の有意
のねじれを許すように選択されるべきである。こ
の構造のビーム部材２４は、後記の揺首制御の利
点を得る目的でビーム部材とそれにより支持され
る羽根との撓み、曲げあるいはフラツプ運動を許
すような弾性係数Ｅをも有する。タービン・ハブ
３２は上側半体３２ａおよび下側半体３２ｂを通
常の方法たとえばボルト部材３４により結合した
二体構造であることが好ましく、その当接面の溝
に中央可撓ビーム部材２４および２４′を平らに
直交方向に挾み込んで、両部材と一体に軸線１８
のまわりを回転するようになつている。羽根２６
および２８はエーロフオイル形であり、前縁２６
ａおよび２８ａと後縁２６ｂおよび２８ｂとを含
む。羽根２６および２８は接着された繊維ガラス
布の層から成る軽量の胴部材であることが好まし
く、可撓ビーム部材２４の両端で任意の通常の方
法により支持され、あるいは米国特許第3874820
号に示されているように部材２４により羽根の先
端まで貫かれて部材２４と羽根２６および２８の
胴との間の空間に発泡充填材３６を充填されてい
る。

この構造で重要なことは、羽根２６および２８
をビーム部材２４の両端に結合する発泡充填材が
部位３８で終端し、羽根の外被あるいは胴が部位
３８と部位４０との中間では可撓ビーム部材２４
に接着あるいは他の方法で結合されておらず、し
たがつて、ビーム部材２４がハブ３２と部位３８
との中間でねじり軸線３０のまわりにも回転面２
２のいずれかの側に垂直方向にも自由に撓み得る
ことである。ハブ３２と部位３８との間隔は風力
タービン１６の半径Ｒの15ないし20％であること
が好ましい。

第二のビーム部材２４′および羽根２６′，２
８′は構造的にビーム部材２４および羽根２６，
２８と同一である。第２図は本発明による風力タ
ービンの好ましい構造を示しているが、風力ター
ビンは米国特許第3484174号および同第3874820号
に示されているような構造であつてもよい。

最適性能を得るように羽根２６および２８のピ
ツチ角θしたがつてまたタービン１６の速度を制
御するため、重もり付き振子部材４２がピボツト
軸線４４のまわりに枢動可能なようにハブ３２に
枢着されており、またストラツプ部材４６により
可撓ビーム部材２４に結合されている。ストラツ
プ部材４６はその端部において、切欠き５０を通
じて羽根のなかに入り、可撓ビーム部材２４を包
囲し、それに通常の方法たとえば板およびボルト
機構４８により結合されていることが好ましい。
振子部材４２は、タービン１６とともに回転して
いない静止状態では、回転面２２から被選択角度
βだけ傾斜している。ストラツプ部材４６はその
平縁方向には剛性であるが、板面方向には可撓性
であり、その寸法によつて羽根および振子部材の
相対位置の変化に適応するようになつている。ス
トラツプ部材４６が羽根２６の可撓ビーム部材に
も羽根２８のそれにも結合され得ることは理解さ
れよう。かかる振子部材４２は各羽根に対して一
つづつ設けられている。

振子部材４２の機能は、タービンの動力発生効
率を最適とするように、羽根のピツチ角θしたが
つてまたタービン１６の回転速度を制御すること
である。この速度制御の必要性とその重要性につ
いて以下に説明を行なう。

第３図には風力タービン１６の羽根２６が静止
状態で示されている。風力タービン１６は自己始
動し得ることが重要であるから、タービン羽根２
６は最低速度の風によつても有意の加速力を発生
し得るように大きな負のピツチ角θに設定されて
いる。羽根の静止ピツチ角は周知のように羽根の
ねじれおよび失速特性に依存して変化するが、羽
根の静止ピツチ角θは通常約−30゜に選ばれてい
る。第３図において、風はまさに羽根２６に作用
し始めており、約5MPH（マイル毎時）の風ベク
トルVwにより示されている。第３図において、
羽根２６上の風の迎え角αは60゜であり、羽根上
に0.6の揚力係数Ｃ_Lと1.2の抗力係数とを生ずる
ものとして示されている。この揚力係数Ｃ_Lと抗
力係数Ｃ_dとの間の著しい差は、その静止状態に
おいて羽根２６が高度に失速されているという事
実によるものであるが、ピツチ角が大きいため
に、羽根２６は運動し始め、したがつてまたター
ビン１６が回転し始める。風がその零速度のター
ビン静止状態から第３図のように5MPHに増大す
ると、タービン１６は第３図にＣ_Lにより示され
ているように羽根に生ずる揚力の結果として加速
し始める。タービン回転速度が増大すると、羽根
の迎え角αは、合成風速が実際の風速Vwと回転
によるタービン速度Ωｒ（ここにΩはタービン回
転速度、ｒは図示の羽根部位におけるタービン半
径）とによりベクトル的に合成されるので、60゜
から15゜に変化する（第４図参照）。第４図から
わかるように迎え角が15゜に減少すると、揚力係
数Ｃ_Lが1.2に増大するので一層大きなタービン加
速力が発生され、また、迎え角の減少が羽根２６
を失速状態から外しているのでタービン回転速度
は増大し続ける。タービン回転数がピツチ角θを
変更することなく増大すると、第５図によく示さ
れているように、迎え角αは零に近接し、タービ
ン１６は低い回転速度と揚力係数において安定化
することになるので、非常に低い性能しか得られ
ない。

タービン性能を向上するためには、タービンの
ピツチ角θおよびタービン回転速度Ωを第５図の
状態以上に増大させなければならない。ピツチ角
θを第６図に示されているように20MPHの設計
上の風速において約＋２゜に変更するために、重
もり付き振子部材４２が用いられている。

第７図のグラフからわかるように、タービンの
性能は羽根ピツチ角θがほぼ＋２゜のときに最大
である。第３図、第４図および第５図の状態すな
わち羽根ピツチ角が−30゜のときタービン１６の
性能は非常に劣つているが、約＋２゜の羽根ピツ
チ角θにおいてタービン性能は最大になる。

第７図において、動力比とは発生される動力Ｐ
を、タービンの円形面積により郭定される風胴内
で得られる動力により除算した値であり、 ここに ρ 空気密度 Ｒ タービン半径 Vw 風速 により表わされる。また速度比とは羽根先端速度
を風速で除算した値である。第７図のグラフは、
最適のタービン性能を得るためには、ピツチ角θ
およびタービン回転速度を可変にする必要がある
ことを示している。

振子部材４２はこのピツチ角およびタービン回
転速度の制御機能を果すものであり、その構造お
よび作動は以下に第８図により説明するとおりで
ある。前記のように、振子部材４２はピボツト軸
線４４のまわりに枢動可能なようにタービン・ハ
ブ３２により支持されているので、平衡状態すな
わちタービン１６が回転していない状態では、振
子部材４２はタービン面２２内の線２２′に対し
て被選択角度βを成している。振子部材４２は好
ましくはその先端に重もり５２を有し、したがつ
てタービン１６が軸線１８のまわりに回転すると
ともに振子部材４２は遠心力に応答して、軸線４
４のまわりを枢動し、タービン面２２に近接す
る。振子部材４２がストラツプ４６により可撓ビ
ーム部材２４に結合されているという事実から、
この振子部材４２の運動は可撓ビーム部材２４に
そのねじれ軸線３０のまわりのねじれを生じさ
せ、それとともに羽根２６および２８に羽根ピツ
チ角θが約−30゜から約＋２゜に増大するような
方向と大きさの運動を生じさせる。遠心力は振子
部材４２を回転翼面２２（β＝０゜）内に移動さ
せようとするが、実際には、可撓ビーム部材２４
がそのねじり軸線３０のまわりにねじられて、そ
の正常位置から変位することにより、β＝０゜に
達する少し手前の位置で振子部材に作用する力と
平衡するような復元モーメントを生ずるので、振
子部材４２が回転翼面２２内に移動することはな
い。しかし、振子部材の重量および寸法とその回
転翼面からの角度偏差との適当な選択により、こ
の平衡状態における羽根ピツチ角はビーム部材２
４のねじりばね特性すなわち厚み、横弾性係数お
よび長さに依存して最適性能を生ずるように予め
決定され得る。振子部材４２が、１／rev（ター
ビン１回転当りの回転数）の振動数の励起現象を
回避するように、羽根の支持位置とは異なる位置
で支持されることは重要である。さらに振子部材
４２の幾何学的形状および質量は、１／revより
少し上の羽根の自然ねじれ振動数にくらべて実質
的に高い振子振動数を生ずるように、選択されな
ければならない。したがつて振子部材４２は、板
面方向の羽根の曲げと共振して羽根を不安定化す
ることのないように、1.5／revあるいはそれ以上
の振動数を有するべきである。

本願発明者の経験によれば、45フイート（13.7
ｍ）の直径を有する本発明の風力タービンに対し
て、ピボツト軸線４４は軸線１８から約３フイー
ト（0.91ｍ）変位しているべきであり、振子部材
の重もり５２の中心は軸線４４から約３フイート
変位しているべきであり、また、振子部材４２の
平衡角度βは約20゜であるべきである。振子部材
の静止角度はもちろん振子部材の設計上の作動角
度よりも大きい。たとえば本願発明者は、−10゜
ないし−20゜の好ましい作動角度を得るために、
−45゜の静止角度を採用している。これらの寸法
および特性によつて、15kw容量で45フイート直
径の典型的な風力タービンが効率的に作動するこ
とが実証されている。また本願発明者は可撓ビー
ム部材２４の最適寸法が、カーボン／エポキシ製
の場合、ハブ３２と部位３８との間の長さは3.5
フイート（1.07ｍ）、面２２内の幅は６インチ
（15.2cm）、面２２に対して垂直方向の厚みは0.7
インチ（1.78cm）であることを見い出している。

また本願発明者の経験によれば、可撓ビーム・
モーメント、すなわちビーム部材２４に軸線３０
のまわりのねじれを生じさせるのに必要なモーメ
ント、は式GJθ／Ｌ（ここにＧは横弾性係数、
Ｊはねじり慣性モーメント、θは羽根ピツチ角、
Ｌは第２図に示されているハブ３２と羽根部位３
８との間の可撓ビーム部材２４の長さ）から計算
して、約513フイート・ポンド（70.9Kg・ｍ）で
あることが示されている。

前記のように、本発明による風力タービンの重
要な特徴および必要条件は、風向の変化に応答し
た揺首によりタービンが可及的速かに風に対して
直交する姿勢をとり、最適性能を保証することで
ある。本発明による風力タービンの揺首制御特性
は第９図、第１０図および第１１図を参照するこ
とにより良く理解されよう。第９図に良く示され
ているように、回転翼１６は支持塔１２の風下で
作動し、軸線１８のまわりを反時計方向に回転す
るように、支持機構１２により支持されている。
以下には、直径上の両側に設けられた一組の羽根
２６および２８についてのみ説明を行なう。さて
第１０図において、風力タービン１６が図示の位
置にあり、また、風の吹き初めもしくは偏差によ
りタービン軸線１８と傾斜して示されているよう
な風速Vwが確立されているものとする。この風
速Vwはベクトル的に回転面に対して平行な速度
成分Vw sinφと、それに垂直な速度成分Vw cos
φとに分解される。ここにφは軸線１８と風向と
の間の角度であり、タービン迎え角と呼ばれてい
る。第１０図を参照することにより、垂直速度成
分Vw cosφはすべての羽根に対して均一に作用
し、したがつて揺首制御に効力を有さないことは
明らかであろう。しかし平行速度成分Vw sinφ
については事情が異なり、第１０図を参照するこ
とによりわかるように、羽根２６は風速ベクトル
Vw sinφと反対方向に運動し、他方、直径上で
反対側の羽根２８は風速ベクトルVw sinφと同
一方向に運動する。この現象は第１１図を参照す
ることにより良く理解され、羽根２６に作用する
新しい風速は風速Vw sinφと回転による羽根速
度ΩＲとの和となる。また羽根２８に作用する正
味風速が羽根回転速度ΩＲと風速ベクトルVw
sinφとの差になることも理解されよう。各羽根
により発生される揚力はこの正味風速の関数であ
り、また、正味風速が羽根に作用する動的圧力を
決定するので、羽根２６における揚力には正の変
化分を生じ、他方、羽根２８における揚力には負
の変化分を生じ、したがつて羽根２６と羽根２８
とが受ける揚力に差を生ずる。この羽根２６およ
び２８に作用する揚力の差分と、空力的励起を受
ける回転羽根により生ずる動的遅れとによりψ＝
０において小さいほうの揚力を受ける羽根２８は
第１１図に点線で示されているように支持塔に近
接する方向に回転する。逆に、大きいほうの揚力
を受ける羽根２６は支持塔から離隔する方向に回
転する。正味の効果がタービン１６に揺首モーメ
ントを与えることになり、タービンをその回転軸
線が風速Vwと平行する位置に急速に移動させ、
この位置でタービン１６が受ける平行風速ベクト
ルVw sinφは零となる。したがつて風力タービ
ン１６がタービン迎え角の変化により揺首して、
φを零に減少させようとするように構成されてい
ることは理解されよう。タービン１６は支持塔１
２の風下で作動するように設計されているので、
風の吹き初め時およびタービン１６の回転開始以
前におけるタービンの姿勢と風向きとの整合は簡
単な風見羽根によつて行なわれ得る。もしタービ
ン１６が風の吹き初め時にたまたま支持塔１２の
風上にある場合は、システムの抗力がタービンを
支持塔の風下側に向つて移動させるので、前記の
片揺れモーメントが作用するようになる。

本発明の風力タービンは、風速が約15ないし
25MPHあるいはそれ以上の時に、羽根ピツチ角
が約０゜あるいは好ましくは約２゜となり、最適
性能を得られるように設計されている。しかし、
本発明の風力タービンが、設計上の風速より低い
風速の場合にも、第３図、第４図および第５図の
羽根ピツチ角において、効率は低いけれども、や
はり適当に作動し得ることは理解されよう。後者
の条件下に、本発明の風力タービンはなお動力を
発生するが、設計上の作動条件下におけるほど効
率的ではない。

本発明の好ましい実施態様においては、可撓ビ
ーム部材２４が長方形断面を有し、またタービン
回転軸線１８を通過しているけれども、可撓ビー
ム部材２４は他の断面形状たとえば卵形の断面を
有してよく、また回転軸線１８を通過しなくとも
よく、そのかわりに個々の可撓ビーム部材２４が
各羽根に対して設けられ、第１２図に示されてい
るようにボルト締めなどの通常の手段によりハブ
３２に結合されてよく、その場合にも本発明によ
り開示された制御機構を用いて作動し得ることは
当業者に理解されよう。

本発明の範囲は以上に図解しかつ説明してきた
詳細な構造に限定されるものではなく、種々な変
形が行なわれ得ることは当業者に理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は支持塔によりその設計上の風下側に支
持されている本発明による風力タービンの斜視図
である。第２図は本発明による風力タービンの好
ましい実施例の構造を示す拡大斜視図である。第
３図は本発明による風力タービンの、風の吹き初
め時における自己始動能力を説明する図である。
第４図は第３図に類似の図であるが、風力タービ
ンが回転を開始した後に風により羽根に生ずる回
転力を説明する図である。第５図は第３図および
第４図に類似の図であるが、第４図の状態以上に
風力タービンが加速された状態において風により
羽根に生ずる回転力を説明する図である。第６図
は第３図、第４図および第５図に類似の図である
が、ピツチ角が−30゜から＋２゜へ増大した後の
設計上の作動条件における回転力を説明する図で
ある。第７図は典型的な風力タービンについての
動力比と速度比との関係グラフであり、風力ター
ビンの動力発生に対して羽根ピツチ角θおよびタ
ービン回転数が重要な因子であることを示してい
る。第８図は風力タービンとその速度制御用振子
部材との間の好ましい寸法関係を示す図である。
第９図は支持塔により支持されて、その風下の正
常な作動位置にある、本発明による風力タービン
を示す図である。第１０図は第９図の風力タービ
ンを上から見た図であり、風力タービンの回転軸
線に対して斜め方向の風により風力タービン羽根
に作用する回転面内および回転面と垂直な面内の
風速成分を示している。第１１図は風力タービン
に作用する回転面内の風速成分により片揺れ制御
モーメントが発生する現象を示す図である。第１
２図は風力回転翼の変形された実施例を示す部分
図である。 １０〜風力タービン装置、１２〜支持機構、１
４〜地面、１６〜風力タービン、１８〜回転軸
線、２０〜揺首軸線、２２〜回転面、２４〜可撓
ビーム部材、２６，２８〜羽根、３０〜ねじれ軸
線、３２〜ハブ、３４〜ボルト、３６〜発泡充填
材、３８，４０〜部位、４２〜振子部材、４４〜
ピボツト軸線、４６〜ストラツプ部材、４８〜板
およびボルト機構、５２〜重もり。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 風力により駆動されて動力を発生する風力タ
   ービン装置に於て、 (A) 風力タービンと、 (B) 前記風力タービンを支持する支持機構と、 (C) 前記風力タービンを一つの回転軸線の周りに
   一つの回転面内にて回転し且前記支持機構に対
   して一つのタービン揺首軸線の周りに枢動する
   よう前記支持機構に対して接続する手段とを有
   し、 (D) 前記風力タービンは、 (1) 前記回転軸線に対して半径方向に延在する
   少なくとも一つの羽根であつて極く小さい初
   期の風によつて風力タービンが自力にて回転
   を始めることができるよう風力タービンの回
   転面に対し十分大きい負の静的ピツチ角を有
   する羽根と、 (2) タービンハブと、 (3) 前記タービンハブ上に装着された高い引張
   り強度を有する少なくとも一つの可撓性のビ
   ーム部材にして、風の作用に応答して風力タ
   ービンの回転面が回転軸線に対して斜めの方
   向に偏り揺首モーメントを発生することを許
   しまた風力タービンの回転軸線が風の方向に
   偏向されることを許し、前記回転軸線に垂直
   な捩り軸線の周りに可撓的に捩られて羽根の
   ピツチを変えることを可能にするビーム部材
   とを有し、 (E) 前記風力タービンに枢動的に接続されて静止
   時にはタービンの回転面に対し或る選択された
   角度をなしまたタービンの回転時にはその回転
   速度に応答して遠心力により前記ビーム部材に
   捩りを生ぜしめるべく前記ビーム部材に接続さ
   れた振子を含み風力タービンの設計された運転
   範囲の全域に亙つて羽根のピツチ角をほぼ０゜
   に維持するタービン速度制御装置と、 を有することを特徴とする風力タービン装置。 ２ 特許請求の範囲第１項の風力タービン装置に
   して、前記可撓性のビーム部材はタービンの回転
   軸線を通つてその両側に延在し、その両端より延
   びる少なくとも二つの羽根を支持していることを
   特徴とする風力タービン装置。 ３ 特許請求の範囲第２項の風力タービン装置に
   して、前記可撓性のビーム部材は、その捩り軸線
   に平行に延在する方向性を有する高い引張り強度
   を有する複合材料よりなり、その捩り軸線の周り
   の捩り変形を許しこれによつて前記羽根のピツチ
   角を変えることを許すに十分な低い横弾性係数を
   有していることを特徴とする風力タービン装置。 ４ 特許請求の範囲第３項の風力タービン装置に
   して、前記可撓性のビーム部材は、タービンの設
   計された作動領域に於て該ビーム部材と羽根と振
   子の平衡によつて羽根のピツチ角がほぼ零となる
   ように前記タービン速度制御装置によつて前記ビ
   ーム部材の捩り偏向が生ずるようにその横弾性係
   数が定められていることを特徴とする風力タービ
   ン装置。 ５ 特許請求の範囲第３項の風力タービン装置に
   して、前記風力タービンの直径は約13.7ｍであ
   り、前記振子はタービンの回転軸線より約0.91ｍ
   の位置に保持されており、前記振子は約9.1Kgの
   重さであり、タービンの回転面に対する前記振子
   の静的角度は約−45゜であり、タービン回転中の
   前記振子の設計角度は約−10゜〜−20゜であるこ
   とを特徴とする風力タービン装置。 ６ 特許請求の範囲第５項の風力タービン装置に
   して、前記可撓性のビーム部材はカーボン／エポ
   キシ或いはガラス繊維を一方向に接合してタービ
   ンの回転面に沿う方向に約15.2cmの幅とこれに垂
   直の方向に約1.8cmの厚さを有する長方形の断面
   を有する構造に作られており、該ビーム部材のハ
   ブにより支持された点と羽根に接続された点との
   間の自由に撓むことのできる長さは約１ｍであ
   り、設計作動条件に於て前記振子により加えられ
   る約70.9Kg・ｍの捩りモーメントに応答して該ビ
   ーム部材がその一方向繊維に平行な捩り軸線の周
   りに捩れを生じ得るよう低い横弾性係数を有する
   ことを特徴とする風力タービン装置。 ７ 特許請求の範囲第１項の風力タービン装置に
   して、前記振子は1.5／rev或いはそれ以上の固有
   振動数を有するものとして製作されていることを
   特徴とする風力タービン装置。