JPS6354143B2 - - Google Patents

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JPS6354143B2
JPS6354143B2 JP56094047A JP9404781A JPS6354143B2 JP S6354143 B2 JPS6354143 B2 JP S6354143B2 JP 56094047 A JP56094047 A JP 56094047A JP 9404781 A JP9404781 A JP 9404781A JP S6354143 B2 JPS6354143 B2 JP S6354143B2
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JP
Japan
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arm
nacelle
safety device
wind power
wind
Prior art date
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Application number
JP56094047A
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Japanese (ja)
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JPS57210172A (en
Inventor
Shinji Sonoda
Masayuki Watabiki
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS57210172A publication Critical patent/JPS57210172A/en
Publication of JPS6354143B2 publication Critical patent/JPS6354143B2/ja
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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
    • F03D7/0204Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for orientation in relation to wind direction
    • F03D7/0208Orientating out of wind
    • F03D7/0212Orientating out of wind the rotating axis remaining horizontal
    • 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)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプロペラ形風力発電装置に係り、特に
風車回転数あるいは風速が一定値を越えた場合に
風車出力及び回転数を極端に減少させる安全装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a propeller-type wind power generator, and particularly to a safety device that drastically reduces the wind turbine output and rotation speed when the wind turbine rotation speed or wind speed exceeds a certain value.

第1図乃至第3図はプロペラ形風車に備えられ
ている従来技術による各種の安全装置を示すもの
である。
1 to 3 show various safety devices according to the prior art that are provided in propeller-type wind turbines.

先ず第1図のA及びBに示すものから説明す
る。ブレード1が回転軸2に取付けられており、
この回転軸2はナセル3により支承されている。
このナセル3の後方には尾翼4が取付けられてお
り、この尾翼4の支持部とナセル3との間にスプ
リング5が取付けられている。なお符号6はナセ
ルの重心を示しており、符号7はナセル3を回転
可能に支持するポールの中心を示している。
First, we will explain what is shown in A and B in FIG. A blade 1 is attached to a rotating shaft 2,
This rotating shaft 2 is supported by a nacelle 3.
A tail fin 4 is attached to the rear of the nacelle 3, and a spring 5 is attached between the support portion of the tail fin 4 and the nacelle 3. Note that 6 indicates the center of gravity of the nacelle, and 7 indicates the center of a pole that rotatably supports the nacelle 3.

符号8の方向からブレード1が風を受けると、
このブレード1は回転軸方向への推力を受けて回
転軸2を回転させる。風速あるいは回転数が増大
するにつれて3はナセル重心6とポール中心7が
ずれているため、ナセル3はポール中心7を支点
とする大きな回転モーメントを受けてポール中心
7を中心として回動する。一方、尾翼4もナセル
3と一体となつて回り出すが、尾翼4が傾斜を増
すにつれて、この尾翼4は8方向からの風圧によ
るナセル3が受けるのとは反対方向の回転モーメ
ントを受ける。このため、ナセル3側のモーメン
トと尾翼4側のモーメントはスプリング5の抑制
力によつてB図に示すような傾斜角にて釣り合
い、結果として風車回転面が風向きに対して傾斜
する。このため、風エネルギーの入力効率が低下
し風車出力及び回転数が低下して、安全を図るこ
とができる。もし、スプリング5の抑制力が弱け
ればナセル3の傾斜角は更に大きな値となり、出
力あるいは回転数はより一層低下することにな
る。
When blade 1 receives wind from the direction of code 8,
This blade 1 receives thrust in the direction of the rotating shaft and rotates the rotating shaft 2. As the wind speed or rotational speed increases, the center of gravity 6 of the nacelle 3 and the center of the pole 7 shift, so the nacelle 3 receives a large rotational moment with the center of the pole 7 as a fulcrum and rotates around the center of the pole 7. On the other hand, the tail 4 also begins to rotate together with the nacelle 3, but as the tail 4 increases its inclination, the tail 4 receives rotational moment in the opposite direction to that received by the nacelle 3 due to wind pressure from eight directions. Therefore, the moment on the nacelle 3 side and the moment on the tail 4 side are balanced at an angle of inclination as shown in Figure B by the restraining force of the spring 5, and as a result, the wind turbine rotating surface is inclined with respect to the wind direction. Therefore, the input efficiency of wind energy is reduced, and the output and rotational speed of the wind turbine are reduced, so that safety can be ensured. If the restraining force of the spring 5 is weak, the angle of inclination of the nacelle 3 will become even larger, and the output or rotational speed will further decrease.

次に第2図のA及びBに示すものについて説明
する。この第2図に示したものは第1図に示した
ものとほぼ同様の構成であるが、ナセル3はナセ
ル回転中心9により図示されないポールに回転自
在に支持されており、またナセル3の横方向に遮
風板10が設けられているところが異なつてい
る。
Next, what is shown in A and B of FIG. 2 will be explained. The configuration shown in FIG. 2 is almost the same as that shown in FIG. The difference is that the wind shield plate 10 is provided in the direction.

この例では符号8方向からの風速の増大につれ
て遮風板10は大きな風圧を受け、ナセル3をナ
セル回転中心9回りに回す回転モーメントを引起
こす。このため、尾翼4が受ける反対方向の回転
モーメントとスプリング5の抑制力とによりB図
の傾斜角で釣り合う。このため、前記の例と同様
に風車出力及び回転数が低下して風車等の安全が
図られる。
In this example, as the wind speed from the direction 8 increases, the wind shielding plate 10 receives a large wind pressure, causing a rotational moment that rotates the nacelle 3 around the nacelle rotation center 9. Therefore, the rotational moment in the opposite direction that the tail wing 4 receives and the restraining force of the spring 5 are balanced at the inclination angle shown in Figure B. Therefore, similarly to the above example, the wind turbine output and rotation speed are reduced, and the safety of the wind turbine, etc. is ensured.

第1図及び第2図に示したような従来の安全装
置には次のような欠点がある。風速あるいは風車
回転数がある程度増大すると風車回転面は風向き
に対して傾斜してしまい、いまだ有効風速(その
風速下では十分風車出力を取出せる風速)域であ
つても風車回転面が傾斜してしまうため、出力ロ
スをきたしてしまうことにある。また、風車運転
を一旦停止させたい場合、あるいはずつと停止さ
せておきたい場合に上記の安全装置のみではこの
ような機能を果たすことができない。
Conventional safety devices such as those shown in FIGS. 1 and 2 have the following drawbacks. When the wind speed or wind turbine rotational speed increases to a certain degree, the wind turbine rotating surface becomes inclined with respect to the wind direction, and even if the wind speed is still in the effective wind speed range (the wind speed at which the wind turbine can produce sufficient output under that wind speed), the wind turbine rotating surface becomes inclined. This results in output loss. Further, when it is desired to temporarily stop the operation of the wind turbine, or when it is desired to stop it gradually, the above-mentioned safety device alone cannot perform such a function.

最後に第3図のA及びBに示す例について説明
する。ブレード1は回転軸2に取付けられてお
り、この回転軸2はナセル3に支承されており、
このナセル3はポール11により回転可能に支持
されている。またナセル3の後方には尾翼4が取
付けられており、この尾翼4にはワイヤ12が滑
車13を介して接続されており、このワイヤ12
は巻取装置14内のモータ15により巻取られる
ようになつている。なおこのワイヤ12には接触
子16が取付けられており、この接触子16はリ
ミツトスイツチ17を作動させるようになつてい
る。
Finally, the examples shown in A and B of FIG. 3 will be explained. The blade 1 is attached to a rotating shaft 2, which is supported by a nacelle 3,
This nacelle 3 is rotatably supported by a pole 11. Further, a tail fin 4 is attached to the rear of the nacelle 3, and a wire 12 is connected to this tail fin 4 via a pulley 13.
is adapted to be wound up by a motor 15 in a winding device 14. A contact 16 is attached to this wire 12, and this contact 16 operates a limit switch 17.

この例では風速あるいは風車回転数がある値に
達した時、モータ15がワイヤ12を巻取ること
により尾翼4を風車回転軸2に対し傾斜させるこ
とにより、風車回転面を風向きに対し傾斜させて
風車回転数を減少させ安全を図るようになつてい
る。
In this example, when the wind speed or the number of windmill rotations reaches a certain value, the motor 15 winds up the wire 12 to tilt the tail 4 with respect to the windmill rotation axis 2, thereby tilting the windmill rotation surface with respect to the wind direction. The number of rotations of wind turbines has been reduced to ensure safety.

この例に示した安全装置では、風速あるいは風
車回転数が一定値に達しモータ15が回転し始め
てワイヤ12を所望の長さだけ巻取るのに、ワイ
ヤ12のゆるみ及び巻取長が比較的長いこと等の
理由から巻取時間が緩慢で瞬間的な風速及び風速
回転数の増加を防ぐことが難しい欠点があつた。
また、このためモータ15の作動時間が長くな
り、巻取による所要動力が大きくなつてしまい、
特に商用電源のない所で風車により発電した電力
をバツテリに貯えてその電源を使用する場合は、
前記モータ15の所要動力の消費が著しい割合を
占めることになり、風力発電の有効利用という点
で大きな欠点となる。しかも、このモータ15の
巻取時にバツテリ充電量が十分でないと、モータ
作動が途中でストツプしてしまう恐れもある。更
に、巻取距離が大きいとワイヤ12の張りがなく
なり、尾翼4の受ける風圧等により使用期間の増
大につれ、この安全系の応答性及び制御量の低下
を来たす欠点がある。
In the safety device shown in this example, when the wind speed or windmill rotation speed reaches a certain value and the motor 15 starts rotating to wind the wire 12 to a desired length, the wire 12 is loosened and the winding length is relatively long. For these reasons, the winding time is slow and it is difficult to prevent instantaneous increases in wind speed and wind speed rotation speed.
In addition, this increases the operating time of the motor 15 and increases the power required for winding.
Especially when storing the electricity generated by a windmill in a battery and using it in a place without commercial power supply,
The required power consumption of the motor 15 occupies a significant proportion, which is a major drawback in terms of effective utilization of wind power generation. Moreover, if the battery charge amount is not sufficient when winding up the motor 15, there is a possibility that the motor operation may be stopped midway. Furthermore, if the winding distance is long, the wire 12 loses its tension, and as the period of use increases due to the wind pressure applied to the tail fin 4, etc., there is a drawback that the responsiveness and control amount of this safety system decrease.

第3図のA及びBに示した装置では巻取装置1
4が風車本体と隔離されて設置されているため、
冬期の使用においては本体に加えて巻取装置14
に対しても凍結対策が並行して必要となる欠点が
ある。また風車設置場所の面積を広くしなければ
ならないという欠点も生じる。更にこの他に巻取
装置14は上記の理由から自動巻取とする場合風
車の近くに置かざるを得ないため、もし電源がス
トツプし手動によりモータ軸を回す際、積雪等の
影響で作業を困難とする欠点もある。
In the apparatus shown in FIG. 3A and B, the winding device 1
4 is installed separately from the wind turbine itself,
In winter use, the winding device 14 is used in addition to the main body.
However, there is a drawback that countermeasures against freezing are also required. Another disadvantage is that the area where the wind turbine is installed must be increased. Furthermore, for the above-mentioned reason, the winding device 14 must be placed near the windmill when automatic winding is used, so if the power is cut off and the motor shaft is manually rotated, the work may be interrupted due to snow accumulation, etc. There are also drawbacks that make it difficult.

本発明の目的は上記の欠点に鑑み、有効風速域
を十分活用し、且つ応答性に優れた風力発電装置
の安全装置を提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above drawbacks, an object of the present invention is to provide a safety device for a wind power generator that fully utilizes the effective wind speed range and has excellent responsiveness.

上記目的を達成するために、本発明の第1は、
ナセルに回転自在に支持され、ブレードが固定し
てある回転軸と、尾翼に連接されるとともに、前
記ナセルに回動自在に設けた第1のアームと、こ
の第1のアームと前記ナセルとの間に張設され、
前記第1のアームに水平方向の付勢力を付与して
いるスプリングと、前記ナセルに回転自在に取り
付けられて前記第1のアームに係合し、前記スプ
リングの付勢力に抗して前記アームを所定位置に
保持して前記尾翼を前記回転軸の軸線方向に維持
する第2のアームと、この第2のアームと前記回
転軸との間に設けられ、風車回転数または風速が
所定値を超えたときに、前記ブレードが受けた風
力により前記第2のアームを回動させ、この第2
のアームと前記第1のアームとの係合を解除する
風力伝達機構と、を有することを特徴とする風力
発電装置の安全装置である。
In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention is to
A rotating shaft rotatably supported by the nacelle and having fixed blades, a first arm connected to the tail and rotatably provided to the nacelle, and a rotary shaft between the first arm and the nacelle. stretched between
a spring that applies a horizontal biasing force to the first arm; and a spring that is rotatably attached to the nacelle and engages the first arm, and that rotates the arm against the biasing force of the spring. a second arm that holds the tail blade in a predetermined position and maintains the tail blade in the axial direction of the rotating shaft; When the second arm is rotated by the wind force received by the blade,
This is a safety device for a wind power generator, characterized in that it has a wind power transmission mechanism that releases the engagement between the arm and the first arm.

また、本発明の第2は、尾翼に連接されるとと
もに、ナセルに回動自在に設けた第1のアーム
と、この第1のアームと前記ナセルとの間に張設
され、前記第1のアームに水平方向の付勢力を付
与しているスプリングと、前記ナセルに回転自在
に取り付けられて前記第1のアームに係合し、前
記スプリングの付勢力に抗して前記第1のアーム
を所定位置に保持して前記尾翼をブレードの回転
軸の軸線方向に維持する第2のアームと、一端を
この第2のアームに接続し、他端を巻取ドラムに
接続した巻取りワイヤと、風車回転数または風速
が所定値を超えたときに前記巻取ドラムを駆動
し、前記巻取ワイヤを介して前記第2のアームを
回動させ、この第2のアームと前記第1のアーム
との係合を解除するモータと、を有することを特
徴とする風力発電装置の安全装置である。
A second aspect of the present invention is a first arm that is connected to the tail and rotatably provided on the nacelle; and a first arm that is stretched between the first arm and the nacelle; A spring that applies a horizontal biasing force to the arm; and a spring that is rotatably attached to the nacelle and engages the first arm, and the first arm is moved to a predetermined position against the biasing force of the spring. a second arm for holding in position and maintaining said tail in the axial direction of the axis of rotation of the blade; a winding wire connected at one end to said second arm and at the other end to a winding drum; When the number of rotations or the wind speed exceeds a predetermined value, the winding drum is driven, the second arm is rotated via the winding wire, and the second arm and the first arm are connected. This is a safety device for a wind power generator, characterized by having a motor that releases engagement.

以下、本発明の実施例を図面に従つて説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第4図のA乃至Cは本発明に係る風力発電装置
の安全装置の一実施例を示す説明図である。但し
第1図のA及びBと同様あるいは同一構成部分は
同一符号を用いて示してある。
FIGS. 4A to 4C are explanatory diagrams showing one embodiment of the safety device for the wind power generator according to the present invention. However, similar or identical components to those in A and B in FIG. 1 are indicated using the same reference numerals.

ブレード1が回転軸2に取付けられており、こ
の回転軸2は移動ナセル18により支持されてい
る。この移動ナセル18は固定ナセル19に内蔵
されており内部を移動し得るようになつていて、
後述する如く尾翼4を傾斜させるための風力伝達
機構の役割をなす。移動ナセル18の後部には支
点20を中心として回動する両端がL字状になつ
た第2のアームとしてのアーム21が配置されて
おり、このアーム21の一端は移動ナセル18の
後面に当接しており、他端は支点22を中心とし
て回動する第1のアームであるアーム23の一端
と係合している。このアーム23には固定ナセル
19の壁面に連結されているスプリング24が接
続され、矢印の方向に引張られている。更にこの
アーム23の他端は尾翼4と連結し、一体となつ
て回動する。なお、移動ナセル18の後面下部に
はスプリング25が設置されており、ナセル18
の矢印方向への移動を抑制している。
The blade 1 is attached to a rotating shaft 2, which is supported by a moving nacelle 18. The movable nacelle 18 is built into the fixed nacelle 19 and can be moved inside.
As will be described later, it serves as a wind force transmission mechanism for tilting the tail 4. At the rear of the movable nacelle 18, an arm 21 serving as a second arm, which rotates about a fulcrum 20 and has L-shaped ends, is arranged. The other end is engaged with one end of an arm 23, which is a first arm that rotates about a fulcrum 22. A spring 24 connected to the wall surface of the fixed nacelle 19 is connected to this arm 23, and is pulled in the direction of the arrow. Furthermore, the other end of this arm 23 is connected to the tail 4 and rotates together. In addition, a spring 25 is installed at the lower part of the rear surface of the movable nacelle 18.
movement in the direction of the arrow is suppressed.

次に本実施例の動作について説明する。風速あ
るいは回転数がある一定値を越すと、ブレード1
の回転面に受ける風圧が増加して、この風圧によ
る力が回転軸2を介して移動ナセル18に伝わ
り、移動ナセル18はスプリング25の押圧力に
抗して固定ナセル19内を尾翼方向に移動する。
このため、移動ナセル18の後部に接したアーム
21が矢印の方向に回動して、アーム23の他端
との係合を外す。すると、アーム23はスプリン
グ24に引張られて瞬時に図中矢印の方向に回動
し、これと同時に尾翼4も図中矢印の方向に回動
し第4図のCに示すような状態となる。尾翼4が
回転軸2に対して傾斜すると尾翼4は風圧を受け
て風車の回転面を風向から傾斜させ風車出力及び
風車回転数をほぼ零となるような状態にさせて、
安全を図ることができる。なお、移動ナセル18
の移動途中で風車の回転あるいは風速が減少した
場合は、スプリング25により移動ナセルは元の
状態に復帰することができる。
Next, the operation of this embodiment will be explained. When the wind speed or rotation speed exceeds a certain value, blade 1
The wind pressure applied to the rotating surface increases, and the force due to this wind pressure is transmitted to the movable nacelle 18 via the rotating shaft 2, and the movable nacelle 18 moves in the fixed nacelle 19 toward the tail wing against the pressing force of the spring 25. do.
Therefore, the arm 21 in contact with the rear part of the movable nacelle 18 rotates in the direction of the arrow and disengages from the other end of the arm 23. Then, the arm 23 is pulled by the spring 24 and instantly rotates in the direction of the arrow in the figure, and at the same time, the tail 4 also rotates in the direction of the arrow in the figure, resulting in the state shown in C in Figure 4. . When the tail blade 4 tilts with respect to the rotation axis 2, the tail blade 4 receives wind pressure and tilts the rotating surface of the wind turbine from the wind direction, so that the wind turbine output and the wind turbine rotation speed become almost zero.
Safety can be ensured. In addition, the mobile nacelle 18
If the rotation of the wind turbine or the wind speed decreases during the movement of the movable nacelle, the spring 25 allows the movable nacelle to return to its original state.

本実施例によれば、風速あるいは回転数がある
一定値を越した時に受ける移動ナセル18の尾翼
方向への力に基づいてスプリング25の押圧力を
調整することにより、アーム23の開放タイミン
グを微妙に設定することができるため、風速が有
効風速域を出て風車が危険状態になつた時のみ安
全装置を作動させることができるので、有効風速
域を十分利用でき出力ロスを来たすことを防止す
る効果がある。また、一旦尾翼4が傾斜して安定
してしまえば、尾翼4はスプリング24により常
に傾斜状態を保つているため、これ以降どのよう
に風速増大があろうとも風車回転は上がることは
なく、風車運転を停止状態に維持し得る効果があ
る。従つて、無人運転の状態で放置しておいても
完全である。
According to this embodiment, the opening timing of the arm 23 is finely adjusted by adjusting the pressing force of the spring 25 based on the force in the direction of the tail of the movable nacelle 18 that is received when the wind speed or rotational speed exceeds a certain value. This allows the safety device to be activated only when the wind speed is out of the effective wind speed range and the wind turbine is in a dangerous state, making full use of the effective wind speed range and preventing output loss. effective. In addition, once the tail 4 is tilted and stabilized, the spring 24 keeps the tail 4 always tilted, so no matter how the wind speed increases, the wind turbine rotation will not increase, and the wind turbine will not rotate. This has the effect of keeping the operation in a stopped state. Therefore, it is perfectly safe to leave it unattended.

第5図のA及びBは本発明に係る風力発電装置
の安全装置の他の実施例を示す説明図である。但
し第2図のA及びBと同様あるいは同一構成部分
は同一符号を用いて示してある。
FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams showing other embodiments of the safety device for the wind power generator according to the present invention. However, similar or identical components to those in A and B in FIG. 2 are indicated using the same reference numerals.

ブレード1が取付けられている回転軸2はナセ
ル3内に設けられている増速機26の入力側に接
続されている。この増速機26の出力側の回転軸
はクラツチ27を介してウオームギア28に接続
されている。またこのウオームギア28はDCモ
ータ29に連結されている。このウオームギア2
8には、ギア30が噛合つている。これら増速機
26、クラツチ27、ウオームギア28およびギ
ア30は、尾翼4を傾斜させるための風力伝達機
構を構成している。そして、ギア30には、第2
のアームとしての突出部が形成されており、この
突出部に支点31を中心として回動する第1のア
ームであるアーム32が係合している。このアー
ム32はスプリング33により矢印の方向に引張
られている。またアーム32は尾翼4と連結して
おり一体に回動するようになつている。
The rotating shaft 2 to which the blade 1 is attached is connected to the input side of a speed increaser 26 provided within the nacelle 3. The rotating shaft on the output side of the speed increaser 26 is connected to a worm gear 28 via a clutch 27. Further, this worm gear 28 is connected to a DC motor 29. This worm gear 2
8 is meshed with a gear 30. These speed increaser 26, clutch 27, worm gear 28, and gear 30 constitute a wind power transmission mechanism for tilting the tail 4. Then, the gear 30 has a second
A protrusion as an arm is formed, and an arm 32, which is a first arm that rotates about a fulcrum 31, is engaged with this protrusion. This arm 32 is pulled in the direction of the arrow by a spring 33. Further, the arm 32 is connected to the tail 4 and rotates together.

次に本実施例の動作について説明する。風車回
転数がある値に達するとクラツチ27が連結し
て、増速機26の回転力がウオームギア28に伝
達され、このウオームギア28によりギア30が
矢印の方向に回転する。するとギア30の突出部
とアーム32との係合が外れて、アーム32はス
プリング33により急速に矢印の方向に回転し、
それと同時に尾翼4も矢印の方向に回転し尾翼は
一気に傾斜し、第5図のBに示すような状態とな
る。このため尾翼4は風圧を受けて風車全体を風
向8に対して傾斜させ、風車出力及び回転数を低
下させて安全を図る。また、風速検出装置(図示
せず)等から得られる過風速信号をDCモータ2
9に伝え、このモータの回転によつてウオームギ
ア28を回転させ上記と同様な動きをギア30に
与えて尾翼4を傾斜させ風車出力及び回転数を低
下させることもできる。
Next, the operation of this embodiment will be explained. When the windmill rotational speed reaches a certain value, the clutch 27 is engaged and the rotational force of the speed increaser 26 is transmitted to the worm gear 28, which causes the gear 30 to rotate in the direction of the arrow. Then, the protrusion of the gear 30 and the arm 32 are disengaged, and the arm 32 is rapidly rotated in the direction of the arrow by the spring 33.
At the same time, the tail 4 also rotates in the direction of the arrow, causing the tail to tilt all at once, resulting in the state shown in B in FIG. For this reason, the tail blade 4 receives wind pressure and tilts the entire wind turbine with respect to the wind direction 8, thereby reducing the wind turbine output and rotation speed to ensure safety. In addition, an overwind speed signal obtained from a wind speed detection device (not shown) etc. is transmitted to the DC motor 2.
9, the worm gear 28 is rotated by the rotation of this motor, and the same movement as described above is applied to the gear 30, thereby tilting the tail 4 and reducing the wind turbine output and rotation speed.

本実施例においても、クラツチ27が連結する
時の風車の回転数をシビアに設定することができ
るため、有効風速を十分に利用し、風速がこれを
越えた場合のみ安全装置を作動させる効果があ
る。また、本装置では風車回転数と風速とを全く
別の系統により検出して、この検出値に基づき
各々別個に安全装置を作動させることができるた
め、安全装置の信頼性を著しく向上させる効果が
ある。更に、本装置においても一旦安全装置が作
動してしまえば元の状態には復帰せず尾翼4が傾
斜した状態を保つことがき風車運転を停止状態に
維持し得る効果がある。
In this embodiment as well, the number of rotations of the wind turbine when the clutch 27 is connected can be set severely, so that the effective wind speed is fully utilized and the safety device is activated only when the wind speed exceeds this. be. In addition, this device detects the wind turbine rotation speed and wind speed using completely separate systems, and can activate the safety devices separately based on these detected values, which has the effect of significantly improving the reliability of the safety devices. be. Furthermore, in this device as well, once the safety device is activated, it does not return to its original state and the tail 4 remains in an inclined state, which has the effect of maintaining the wind turbine operation in a stopped state.

第6図のA及びBは本発明に係る風力発電装置
の安全装置の更に他の実施例を示した説明図であ
る。但し第3図のA及びBと同様あるいは同一構
成部分は同一符号を用いて示してある。
FIGS. 6A and 6B are explanatory diagrams showing still another embodiment of the safety device for a wind power generator according to the present invention. However, the same components as those in A and B in FIG. 3 are indicated using the same reference numerals.

ブレード1が取付けられている回転軸2を支持
するナセル3内には、尾翼4と連結している第1
のアームであるアーム34が支点35により回動
可能に支持されている。このアーム34には一端
をスプリング36に接続したワイヤ37が接続さ
れており、また復帰ワイヤ38が接続されてい
る。更に、このアーム34の先端は第2のアーム
であるアーム39と係合するローラ40が取付け
てある。このアーム39は支点41により回動可
能に支持され、スプリング42がアーム側部に取
りつけられている。またこのアーム39には巻取
ワイヤ43が接続されており、この巻取ワイヤ4
3はモータ44の出力軸に巻回されている。
Inside the nacelle 3, which supports the rotating shaft 2 to which the blade 1 is attached, is a first
An arm 34 is rotatably supported by a fulcrum 35. A wire 37 whose one end is connected to a spring 36 is connected to this arm 34, and a return wire 38 is also connected. Furthermore, a roller 40 is attached to the tip of this arm 34 to engage with an arm 39 which is a second arm. This arm 39 is rotatably supported by a fulcrum 41, and a spring 42 is attached to the side of the arm. Further, a winding wire 43 is connected to this arm 39.
3 is wound around the output shaft of the motor 44.

次に本実施例の動作について説明する。風速あ
るいは風車回転数が一定値に達するとモータ44
が作動して巻取ワイヤ43を巻取りアーム39を
回動させてアーム34との係合を外す。開放され
たアーム34はスプリング36により瞬時にスト
ツパ45に当るまで回動して尾翼4を回転軸に対
して90度近くに傾斜させる。このため、尾翼4が
風圧を受けて風車回転面を風向に対し90度近く傾
け風車出力及び風車回転数をほぼ零に近い状態に
保ち安全を図る。一方、復帰ワイヤ38を手動巻
取により巻取つてアーム34をアーム接触開放位
置まで戻す。即ち、スプリング42によりアーム
39がストツパ46に当たる状態まで復帰ワイヤ
38を巻取つて安全装置を再び元の状態に復帰さ
せることができる。更に本実施例では復帰ワイヤ
38を復帰状態を越えて更に巻取つて行くことに
より、安全装置が作動して回転する方向とは反対
方向に尾翼4を傾斜させることもできる。
Next, the operation of this embodiment will be explained. When the wind speed or wind turbine rotation speed reaches a certain value, the motor 44
is activated to take up the winding wire 43 and rotate the winding arm 39 to disengage it from the arm 34. The released arm 34 is instantly rotated by the spring 36 until it hits the stopper 45, and the tail 4 is tilted at nearly 90 degrees with respect to the rotation axis. For this reason, the tail blade 4 receives wind pressure and tilts the wind turbine rotating surface at nearly 90 degrees with respect to the wind direction, thereby maintaining the wind turbine output and the wind turbine rotational speed close to zero to ensure safety. On the other hand, the return wire 38 is manually wound up to return the arm 34 to the arm contact release position. That is, by winding the return wire 38 until the arm 39 hits the stopper 46 by the spring 42, the safety device can be returned to its original state. Furthermore, in this embodiment, by further winding the return wire 38 beyond the return state, the tail 4 can be tilted in a direction opposite to the direction in which the safety device is activated and rotates.

本実施例によれば、アーム34と39との接触
距離が短く、且つワイヤ43の巻取長さが小さい
ためワイヤ43のゆるみがほとんど巻取動作に影
響を与えないので、モータ44の始動からアーム
34の開放までの時間を極端に短縮でき、装置の
応答性を著しく向上させる効果がある。従つて、
尾翼4の傾斜に必要なモータ所要動力は極めて少
なくすることができる。更に、一旦尾翼4が傾斜
してしまうと、尾翼4はスプリング36の張力の
みによつて引付けられた状態にあるため、モータ
側巻取装置には尾翼4の風圧による変動は伝わら
ず、ワイヤ43の損傷等を避ける効果がある。ま
た、復帰ワイヤ38を十分遠く離れた地点まで延
ばしても、手動にて調整しつつ巻取できるので、
風車の近くまで行つて巻取作業をする必要がなく
なり、作業性を向上させる効果がある。更に、安
全装置及び尾翼傾斜装置は全部ナセル3内に収納
し得るため、風車全体をコンパクト化する効果が
ある。
According to this embodiment, since the contact distance between the arms 34 and 39 is short and the winding length of the wire 43 is small, loosening of the wire 43 hardly affects the winding operation. This has the effect of significantly shortening the time required to open the arm 34 and significantly improving the responsiveness of the device. Therefore,
The required motor power required for tilting the tail fin 4 can be extremely reduced. Furthermore, once the tail fin 4 is tilted, the tail fin 4 is in a state of being attracted only by the tension of the spring 36, so fluctuations due to wind pressure on the tail fin 4 are not transmitted to the motor-side winding device, and the wire This has the effect of avoiding damage to the 43. Furthermore, even if the return wire 38 is extended to a sufficiently distant point, it can be wound up while being manually adjusted.
There is no need to go near the windmill to perform winding work, which has the effect of improving work efficiency. Furthermore, since the safety device and the tail tilting device can all be housed within the nacelle 3, there is an effect of making the entire wind turbine more compact.

以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、風速あるいは風車回転数が一定の値を越えた
時に瞬時に尾翼を傾斜させる手段を設けることに
より、有効風速域を十分活用し、且つ応答性に優
れた風力発電装置の安全装置を提供することがで
きる。
As is clear from the above description, according to the present invention, by providing a means for instantly tilting the tail blade when the wind speed or wind turbine rotation speed exceeds a certain value, the effective wind speed range can be fully utilized and responsiveness can be improved. It is possible to provide an excellent safety device for wind power generation equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図のA及びBは従来の風力発電装置の安全
装置を示した説明図、第2図のA及びBは従来の
他の風力発電装置の安全装置を示した説明図、第
3図のA及びBは従来の更に他の風力発電装置の
安全装置を示した説明図、第4図のA乃至Cは本
発明に係る風力発電装置の安全装置の一実施例を
示した説明図、第5図のA及びBは本発明に係る
風力発電装置の安全装置の他の実施例を示した説
明図、第6図のA及びBは本発明に係る風力発電
装置の安全装置の更に他の実施例を示した説明図
である。 1……ブレード、2……回転軸、3……ナセ
ル、4……尾翼、18……移動ナセル、19……
固定ナセル、21,22,32,34,39……
アーム、24,25,33,36,42……スプ
リング、26……増速機、27……クラツチ、2
8……ウオームギア、29……DCモータ、30
……ギア、37……ワイヤ、38……復帰ワイ
ヤ、43……巻取りワイヤ、44……モータ。
A and B in Fig. 1 are explanatory diagrams showing the safety device of a conventional wind power generator, A and B in Fig. 2 are explanatory diagrams showing the safety device of another conventional wind power generator, and Fig. 3 is an explanatory diagram showing the safety device of a conventional wind power generator. A and B are explanatory diagrams showing yet another conventional safety device for a wind power generator; A to C in FIG. 4 are explanatory diagrams showing an embodiment of the safety device for a wind power generator according to the present invention; 5A and B are explanatory diagrams showing other embodiments of the safety device for a wind power generator according to the present invention, and A and B in FIG. 6 are explanatory diagrams showing still another embodiment of the safety device for a wind power generator according to the present invention. It is an explanatory diagram showing an example. 1... Blade, 2... Rotating shaft, 3... Nacelle, 4... Tail wing, 18... Moving nacelle, 19...
Fixed nacelle, 21, 22, 32, 34, 39...
Arm, 24, 25, 33, 36, 42... Spring, 26... Speed increaser, 27... Clutch, 2
8...Worm gear, 29...DC motor, 30
... Gear, 37 ... Wire, 38 ... Return wire, 43 ... Winding wire, 44 ... Motor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ナセルに回転自在に支持され、ブレードが固
定してある回転軸と; 尾翼に連接されるとともに、前記ナセルに回動
自在に設けた第1のアームと; この第1のアームと前記ナセルとの間に張設さ
れ、前記第1のアームに水平方向の付勢力を付与
しているスプリングと; 前記ナセルに回動自在に取り付けられて前記第
1のアームに係合し、前記スプリングの付勢力に
抗して前記アームを所定位置に保持して前記尾翼
を前記回転軸の軸線方向に維持する第2のアーム
と;この第2のアームと前記回転軸との間に設け
られ、風車回転数または風速が所定値を超えたと
きに、前記ブレードが受けた風力により前記第2
のアームを回動させ、この第2のアームと前記第
1のアームとの係合を解除する風力伝達機構と; を有することを特徴とする風力発電装置の安全装
置。 2 特許請求の範囲第1項記載の安全装置におい
て; 風力伝達機構は、ナセル内に配置され、回転軸
と一体に軸線方向に移動可能な移動ナセルと、こ
の移動ナセルと前記ナセルとの間に介装され、前
記移動ナセルをブレード方向に付勢するコイルば
ねとからなり、 第2のアームはクランク状に形成され、一端部
が第1のアームに係合するとともに、他端部が前
記移動ナセルの尾翼側端面に当接している; ことを特徴とする風力発電装置の安全装置。 3 特許請求の範囲第1項記載の安全装置におい
て; 第2のアームは、第1のアームと係合する突出
部を有するギアであり; 風力伝達機構は、回転軸に設けた増速機と、前
記ギアと噛合しているウオームと、このウオーム
と前記増速機との間に設けられ、風車回転数また
は風速が所定値を超えたときに、両者を接続する
クラツチとからなる; ことを特徴とする風力発電装置の安全装置。 4 特許請求の範囲第3項記載の安全装置におい
て; ウオームは、過風速信号により起動するモータ
に接続されている; ことを特徴とする風力発電装置の安全装置。 5 尾翼に連接されるとともに、ナセルに回動自
在に設けた第1のアームと; この第1のアームと前記ナセルとの間に張設さ
れ、前記第1のアームに水平方向の付勢力を付与
しているスプリングと; 前記ナセルに回動自在に取り付けられて前記第
1のアームに係合し、前記スプリングの付勢力に
抗して前記第1のアームを所定位置に保持して前
記尾翼をブレードの回転軸の軸線方向に維持する
第2のアームと; 一端をこの第2のアームに接続し、他端を巻取
ドラムに接続した巻取ワイヤと; 風車回転数または風速が所定値を超えたときに
前記巻取ドラムを駆動し、前記巻取ワイヤを介し
て前記第2のアームを回動させ、この第2のアー
ムと前記第1のアームとの係合を解除するモータ
と; を有することを特徴とする風力発電装置の安全装
置。 6 特許請求の範囲第5項記載の安全装置におい
て; 第1のアームは、手動により第1のアームをス
プリングの付勢方向と反対方向に回動させる復帰
ワイヤを有している; ことを特徴とする風力発電装置の安全装置。 7 特許請求の範囲第6項記載の安全装置におい
て; 第2のアームは、この第2のアームを巻取ワイ
ヤにより回動させられた位置から、第1のアーム
との係合位置に戻されるリタンスプリングを有す
る; ことを特徴とする風力発電装置の安全装置。
[Scope of Claims] 1. A rotating shaft rotatably supported by the nacelle and having a fixed blade; a first arm connected to the tail and rotatably provided to the nacelle; a spring stretched between the arm and the nacelle and applying a horizontal biasing force to the first arm; a spring rotatably attached to the nacelle and engaged with the first arm; a second arm that holds the arm in a predetermined position against the biasing force of the spring to maintain the tail in the axial direction of the rotating shaft; between the second arm and the rotating shaft; the second blade is provided with
1. A safety device for a wind power generator, comprising: a wind power transmission mechanism that rotates the arm of the arm and releases the engagement between the second arm and the first arm. 2. In the safety device according to claim 1, the wind power transmission mechanism includes a movable nacelle that is disposed within the nacelle and is movable in the axial direction integrally with the rotating shaft, and a movable nacelle that is disposed between the movable nacelle and the nacelle. The second arm is formed into a crank shape, one end of which engages with the first arm, and the other end of which urges the movable nacelle in the direction of the blade. A safety device for a wind power generator, characterized in that the safety device is in contact with an end surface on the tail side of a nacelle. 3. In the safety device according to claim 1; the second arm is a gear having a protrusion that engages with the first arm; the wind power transmission mechanism is a speed increaser provided on the rotating shaft; , a worm that meshes with the gear, and a clutch that is provided between the worm and the speed increaser and connects the two when the wind turbine rotation speed or wind speed exceeds a predetermined value; A safety device for wind power generation equipment. 4. A safety device for a wind power generator according to claim 3, characterized in that: the worm is connected to a motor that is activated by an overwind speed signal. 5 a first arm that is connected to the tail and rotatably provided to the nacelle; and a first arm that is stretched between the first arm and the nacelle and applies a horizontal biasing force to the first arm; a spring that is rotatably attached to the nacelle and engages with the first arm, and holds the first arm in a predetermined position against the biasing force of the spring so as to rotate the tail fin; a second arm that maintains the blade in the axial direction of the rotating shaft of the blade; a winding wire connected at one end to the second arm and connected to the winding drum at the other end; a motor that drives the winding drum, rotates the second arm via the winding wire, and releases the engagement between the second arm and the first arm when the winding wire is exceeded; A safety device for a wind power generator, characterized by having; 6. The safety device according to claim 5, characterized in that the first arm has a return wire that manually rotates the first arm in a direction opposite to the biasing direction of the spring. Safety device for wind power generation equipment. 7. In the safety device according to claim 6; the second arm is returned from the position where the second arm is rotated by the winding wire to the engagement position with the first arm. A safety device for a wind power generator, comprising: a return spring.
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