WO2009084123A1

WO2009084123A1 - アップウインド型風車及びその運転方法

Info

Publication number: WO2009084123A1
Application number: PCT/JP2008/001288
Authority: WO
Inventors: Masafumi Morimoto
Original assignee: Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2009-07-09
Also published as: US20100301607A1; JP4100520B1; US8753080B2; CN101868621B; CN101868621A; JP2009162057A

Abstract

　本発明に係るアップウインド型風車（１）は、傾動連結機構（１５）、傾動駆動手段（４０）、回転停止手段（１８）を備える。傾動連結機構（１５）は、翼（６）を通常姿勢と該通常姿勢に対して風下側へ傾動させた退避姿勢との間で傾動可能なように各翼（６）の基端側部分をハブ（５）に連結し、傾動駆動手段（４０）は、該傾動連結機構（１５）と協働して各翼（６）の姿勢を切り換えるよう動作する。回転停止手段（１８）はロータ（４）の回転を停止させる。各翼（６）を退避姿勢に切り換える際、回転停止手段（１８）を作動させて翼（６）を支柱（２）と干渉させずに傾動させうる所定回転位置にロータ（４）を停止させ、該ロータ（４）の回転停止後に傾動駆動手段（１５）を作動させて各翼（６）を退避姿勢へ傾動させる。

Description

アップウインド型風車及びその運転方法

　本発明は、アップウインド型風車及びその運転方法に関し、特に強風時に複数の翼に作用する風荷重を低減して風車の耐風圧性能を向上させるものに関する。

　一般に水平軸風車は、鉛直姿勢の支柱と、この支柱の上端部に水平旋回自在に付設されたナセルと、ナセルに回転自在に付設されたロータとを備える。ロータは、その中心部に配設されたハブと、このハブに付設されてほぼ鉛直の作動面内で回転する複数の翼とを備えている。水平軸風車は、発電時に各翼が風上側を向くアップウインド型風車と、発電時に各翼が風下側を向くダウンウインド型風車とに大別される。

　台風などの強風時に風車に作用する風荷重は、風車の構造の強度を決定する主要な要因である。この風車に作用する風荷重に対し、翼に作用する風荷重の占める割合が特に大きい。そのため、翼に作用する風荷重を低減することにより、構造の強度を確保するためにコストをかけずに、風車の耐風圧性能が向上し得る。翼に作用する風荷重を低減するため、種々の技術が提案されている。

　特許文献１はアップウインド型風車を開示している。この風車によると、発電時には全ての翼が風上側を向くアップウインド姿勢に保持される。風速計によりカットアウト風速以上の風速が検出されたとき、全ての翼がフェザーに切り換わりロータが停止する。その後ナセルが75～110[deg]の範囲で回動して全ての翼が反転フェザーに切り換わる。その後、ナセルが回動し、全ての翼が風下側を向くダウンウインド姿勢に保持される。

　特許文献２はダウンウインド型風車を開示している。この風車は、翼の傾斜角を調整する翼傾斜機構を備え、強風時に翼を風下側に傾動させることによって翼通過面積を縮小させる。これにより、風車の発電運転を停止させることなく翼に作用する風荷重が低減する。

　特許文献３はダウンウインド型風車を開示している。この風車は、翼の傾斜角を調整する翼傾斜機構を備え、風速計により検出される平均風速に応じて翼の傾斜角を変化させる。これにより、風車の発電運転を停止させることなく翼に作用する風荷重が低減し、風車の出力が大きくなるように翼通過面積が調整される。
特開２００７－０６４０６２号公報特開２００４－１０８１６２号公報特開２００４－１０８１６３号公報

　しかし、特許文献１によれば、強風時に各翼の姿勢がアップウインド姿勢からダウンウインド姿勢へ切り換わるため、ナセルを回動させる装置に電力を供給する必要がある。このため、強風時に停電してもナセルを回動可能にする為に、バッテリなどの補助電源を備える必要がある。

　また、この姿勢を切り換える時に、一旦ナセルが回動する。このため、この回動時に受ける横風に耐えられるように翼の構造や翼とハブとの連結部の構造の強度を確保する必要がある。また、強風時に各翼が風下側へ向くよう、風荷重に対抗してナセルを回動させることは難しい。

　特許文献２及び３は、強風時に発電運転するにあたり、翼に作用する風荷重を低減可能なダウンウインド型風車を開示しているに過ぎない。この開示技術をアップウインド型風車に適用する場合には、翼が支柱に衝突して破損する虞がある。

　また、空力上、風荷重を低減するためには、ナセルが風に正対し、翼が常に仰角が０でアップウインド姿勢を保持していることが好ましい。これは、翼は一般に揚抗比の高い形状に形成されており、完全なアップウインド姿勢をとっているときに仰角が０であると翼にはほとんど風荷重が作用しなくなるからである。一方、仰角が０でなくなると、翼には大きな揚力及び抗力が発生して荷重が大幅に増大する。このため、’162号及び’163号に開示されるように翼を傾動させて風上側から見た翼の見付き面積（投影面積）を低減することによっても確かに風荷重を低減可能であるが、これにより達成される荷重の低減効果は、上記のような姿勢を保持することによって達成される効果には及ばない。したがって、強風下であって風向が変動し易く停電の可能性がある状態においては、翼が自動的にアップウインド姿勢に保持されることは、風荷重を低減させる上で極めて有効となる。

　しかしながら、従来、次の技術は何ら提案されていない：アップウインド型風車において強風時に発電を停止して翼をアップウインド姿勢に保持しつつ傾斜させる技術；停電時等に翼の姿勢を自動的に切換える技術；及び、翼の姿勢を切換える際の翼の傾動速度を制限する技術。

　本発明の目的は、例えば強風時等に複数の翼を破損させることなく風下側へ傾動させた退避姿勢に切換え可能にすることである。また、本発明のさらなる目的は、アップウインド姿勢を保持したまま翼の姿勢を切換え可能にすること、翼を自動的に傾動可能にすること、アップウインド姿勢を自動的に保持可能にすること、翼の傾動速度を制限可能にすること、等である。

　本発明に係るアップウインド型風車は、支柱に水平旋回可能に付設されたナセルと、該ナセルに回転可能に付設されたロータと、該ロータの中心部に配設されて該ロータの一部を構成するハブと、該ハブに付設されて前記ロータの一部を構成しほぼ鉛直の作動面内で回転する複数の翼と、前記翼が風上側へ向くように前記ナセルをヨー回動させるためのヨー回動駆動装置とを備えたアップウインド型風車において、前記各翼が前記作動面内に位置する通常姿勢と該通常姿勢に対して風下側へ傾動させた退避姿勢との間で傾動可能なように、前記各翼の基端側部分を前記ハブに連結する傾動連結機構と、該傾動連結機構と協働して前記各翼の姿勢を切り換える傾動駆動手段と、前記ロータの回転を停止させるための回転停止手段と、前記各翼を前記退避姿勢に切り換える際に、前記回転停止手段を作動させて前記翼を前記支柱と干渉させずに傾動させうる所定回転位置に前記ロータを停止させ、該ロータの回転停止後に前記傾動駆動手段を作動させて前記各翼を前記退避姿勢へ傾動させる制御手段と、を備えたことを特徴とする。

　かかる構成によれば、複数の翼を支柱と干渉させずに傾動可能な回転位置にロータを停止させた後、複数の翼が退避姿勢へ傾動する。このため、風車を破損させることなく翼の姿勢を切り換えることができる。このように退避姿勢になると各翼に作用する風荷重を低減することができ、風車の耐風圧性能が向上する。したがって、支柱と翼の剛性確保や強度確保の面で有利であり、風車の製作費用を低減可能である。

　風速を検出する風速検出手段を備え、前記制御手段は、前記風速検出手段により検出された風速が所定風速以上になったと判定すると、前記各翼を前記退避姿勢に切り換える制御を開始してもよい。かかる構成によれば、強風時に作用する風荷重を低減することができる。また、強風時に風車の運転を安全に停止させることができる。

　前記ロータの回転位相を検出する回転位相検出手段を備え、前記制御手段は、前記ロータの回転を停止させる際に、前記回転位相検出手段により検出される回転位相に基づいて前記所定回転位置を検知して前記回転停止手段を作動させてもよい。かかる構成によれば、回転位相を検出しながらロータを停止させることができる。このため、ロータ停止後の翼の傾動時に、翼が支柱と干渉するのをより確実に防止可能になる。

　前記回転停止手段は、前記各翼のピッチ角調整手段と、前記ロータを制動するロータ制動手段とを含んでいてもよい。かかる構成によれば、翼のピッチ角の調整によってロータの回転を減速してからロータを停止させることができ、ロータ制動手段の負荷を軽減することができる。

　前記制御手段は、前記ロータの回転を停止させる際に、前記各ピッチ角調整手段を作動させて前記各翼のピッチ角を調整して前記各翼の回転速度を低下させ、その後前記ロータ制動手段を作動させて前記ロータを制動して前記ロータの回転を停止させてもよい。かかる構成によれば、ロータの回転を速やかに停止させ、ロータを安全に停止させることができる。

　前記制御手段は、前記翼を前記退避姿勢へ傾動させる際に、前記傾動駆動手段を作動させ、前記翼に作用する風荷重と自重とに基づいて前記翼を傾動させてもよい。かかる構成によれば、給電系統やバッテリなどの補助電源からの電力の供給なしで翼を退避姿勢に切り換えることができる。

　前記各翼が前記退避姿勢となった状態において、前記複数の翼に作用する風荷重の合力中心が前記支柱の軸心よりも風下側に位置してもよい。かかる構成によれば、翼が退避姿勢となった状態において複数の翼に作用する風荷重に基づいて、ロータの前端側が風上側に正対するようにナセル及びロータが風見鶏の如く自動的にヨー回動する。したがって、退避姿勢となった状態において、給電系統やバッテリなどの補助電源から電力の供給なしに翼をアップウインド姿勢に保持することができる。

　前記ナセルのヨー回動を制動するヨー回動制動手段を備え、前記制御手段は、前記各翼が前記退避姿勢となった状態において、前記ヨー回動制動手段による制動を解除してもよい。かかる構成によれば、翼が退避姿勢となった状態において、翼に作用する風荷重に基づいてナセル及びロータが円滑にヨー回動する。

　前記傾動駆動手段は、伸縮により前記複数の翼を傾動させる１本の複動型の油圧シリンダと、該油圧シリンダの一対の油室に接続される第１油路及び第２油路と、該第１油路及び第２油路を接続する接続油路と、該接続油路上に設けられた電磁開閉弁とを備えていてもよい。かかる構成によれば、電磁開閉弁が開弁して接続油路を開放することにより、油圧シリンダの油室間が連通して油圧シリンダが伸縮するようになり、翼を傾動させることができる。

　前記電磁開閉弁が常開弁であってもよい。かかる構成によれば、電磁開閉弁は電力供給がない場合に開弁するため、停電時等に翼が自動的に退避姿勢に切り換わる。

　前記傾動駆動手段は、前記第１油路又は前記第２油路上に設けられた可変絞り弁を備えていてもよい。かかる構成によれば、電磁開閉弁の開弁時に油室間を流れる圧油の量が絞り弁によって制限される。このため油圧シリンダの作動速度が制限され、翼の傾動速度が低速に制限される。

　前記傾動駆動手段は、圧油を供給する油圧供給装置と、該油圧供給装置に接続された電磁方向切換弁とを備え、該電磁方向切換弁に前記第１油路及び前記第２油路が接続されていてもよい。かかる構成によれば、油圧シリンダに対する圧油の供給制御を簡単な構成で実現することができる。

　前記傾動駆動手段は、伸縮により対応する前記翼を傾動させる複数の複動型の油圧シリンダと、前記各翼に作用する風荷重と自重とにより前記各翼が同期して前記退避姿勢に切り換わるように前記複数の油圧シリンダを作動させるための同期作動手段とを備えていてもよい。かかる構成によれば、停電時にも同期作動手段によって複数の油圧シリンダを作動させて各翼を同期して退避姿勢に切り換えることができる。

　前記傾動駆動手段は、圧油を供給する油圧ポンプと、該油圧ポンプと前記同期手段との間に設けられた電磁方向切換弁とを備えていてもよい。かかる構成によれば、各油圧シリンダに対する圧油の供給制御を簡単な構成で実現することができる。

　前記ロータの回転駆動力に基づいて発電する発電機を備えていてもよい。かかる構成によれば、ロータの回転駆動により発電することができる。

　本発明に係るアップウインド型風車の運転方法は、支柱に水平旋回可能に付設されたナセルと、該ナセルに回転可能に設けられたロータと、該ロータの中心部に配設されて該ロータの一部を構成するハブと、該ハブに付設されて前記ロータの一部を構成しほぼ鉛直の作動面内で回転する複数の翼と、前記各翼が風上側へ向くように前記ナセルをヨー回動させるためのヨー回動駆動装置とを備え、前記各翼が前記作動面内に位置する通常姿勢と該通常姿勢に対して風下側へ傾動させた退避姿勢との間で傾動可能なように前記各翼の基端側部分が前記ハブに連結されたアップウインド型風車の運転方法であって、前記各翼を前記支柱と干渉させずに風下側に傾動させうる所定回転位置に前記ロータを停止させるステップと、前記ロータの回転停止後に前記各翼を前記退避姿勢へ傾動させるステップとを備えたことを特徴とする。かかる方法により上記同様の作用を生じる。

　前記アップウインド型風車は、前記各翼を傾動させるステップの後において、前記複数の翼に作用する風荷重の合力中心が前記支柱の軸心よりも風下側に位置するよう構成されていてもよい。かかる方法により、翼が退避姿勢となった状態において複数の翼に作用する風荷重に基づいて、ロータの前端側が風上側に正対するようにナセル及びロータが風見鶏の如く自動的にヨー回動する。したがって、退避姿勢となった状態において、給電系統やバッテリなどの補助電源から電力の供給なしに翼をアップウインド姿勢に保持することができる。

　前記アップウインド型風車は、前記ナセルのヨー回動を制動するヨー回動制動手段を備えており、各翼を傾動させるステップの後に、前記ヨー回動制動手段による制動を解除するステップをさらに備えていてもよい。かかる方法により、翼が退避姿勢となった状態において、翼に作用する風荷重に基づいてナセル及びロータが円滑にヨー回動する。

　本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

　本発明に係るアップウインド型風車及びその運転方法によれば、翼と支柱との干渉を防止しつつ翼を風下側へ傾動可能になる。さらには、翼が傾動した状態において、アップウインド姿勢を自動的に保持可能になる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るアップウインド型風車の正面図である。図２は、図１に示すアップウインド型風車の側面図である。図３は、図１に示すアップウインド型風車のヨー回動駆動装置を示す断面図である。図４は、図２の要部を拡大して示すアップウインド型風車の部分側面図である。図５は、図１の要部を拡大して示すアップウインド型風車の部分正面図である。図６は、図２の要部を拡大し且つその一部を透視して示すアップウインド型風車の部分側面図である。図７は、図６に示す傾動駆動手段を説明する油圧回路図である。図８は、図１に示すアップウインド型風車の制御系の構成を示すブロック図である。図９は、図１に示すアップウインド型風車の翼を退避姿勢にしたときに翼の自重により発生するモーメントを説明する図面である。図１０は、本発明の第２実施形態に係るアップウインド型風車の要部を拡大して示すアップウインド型風車の部分側面図である。図１１は、図１０に示すアップウインド型風車の要部を拡大して示すアップウインド型風車の部分正面図である。図１２は、本発明の第３実施形態に係るアップウインド型風車の傾動連結機構を示す側面図である。図１３は、本発明の第４実施形態に係るアップウインド型風車の傾動連結機構を示す側面図である。図１４は、図１３に示すアップウインド型風車の傾動駆動手段を示す油圧回路図である。図１５は、本発明の第５実施形態に係るアップウインド型風車の傾動連結機構を示す側面図である。図１６は、図１５に示す傾動連結機構の正面図である。図１７は、図１５に示すアップウインド型風車の傾動駆動手段を示す油圧回路図である。

符号の説明

１，１Ａ　アップウインド型風車
２　支柱
３，３Ａ　ナセル
４　ロータ
５　ハブ
６　翼
７　ピッチ調整機構
１５，７０，８０，９０，１９０　傾動連結機構
１８　回転停止装置
１９　ヨー回動駆動機構
２４　ヨー回動制動装置
３２　ロータ制動装置
３３　回転位相検出用電磁ピックアップ
３７　発電機
４０　傾動駆動装置
４１，４１Ａ，９３　油圧シリンダ
４５　油路
４６　油路
４７　可変絞り弁
４９　電磁開閉弁
５１，１０１　電磁方向切換弁
５３，１０５　油圧ポンプ
６０　風速計
６２　制御ユニット

　以下、図面に基づいて本発明を実施する為の最良の形態について説明する。

　図１及び図２に示すように、本発明の第１実施形態に係るアップウインド型風車１は、鉛直姿勢の支柱２を備えている。支柱２の上端部には箱状のナセル３が水平旋回自在に付設され、ナセル３にはロータ４が回転自在に付設されている。ロータ４はその中心部に配設されるハブ５と、ハブ５に付設されてほぼ鉛直の作動面内で回転可能な３つの翼６とを有している。

　図３に示すように、支柱２とナセル３の間にはヨー回動駆動装置１９が設けられている。ヨー回動駆動装置１９は、ヨー回転駆動モータ２１と、ピニオン２２と、ラジアルベアリング２３と、環状部材２３ｂと、ヨー回動制動装置２４とを有する。

　ヨー回転駆動モータ２１はナセル３の内部の底壁部に固定され、その出力軸２１ａがナセル３の下方に突出している。出力軸２１ａにはピニオン２２が取り付けられている。ラジアルベアリング２３は環状に形成されている。ラジアルベアリング２３の内周部にはインナレース２３ａが設けられ、このインナレース２３ａはボルト２７でナセル３に固定されている。環状部材２３ｂは、ラジアルベアリング２３の外周側に設けられたアウタレースと一体となっており、ボルト２８で支柱２の上端部に固定されている。環状部材２３ｂの外周部には、ピニオン２２と噛合する歯車が形成されている。

　ヨー回転駆動モータ２１が駆動すると、ヨー回転駆動モータ２１の駆動力がピニオン２２に伝達され、ピニオン２２が環状部材２３ｂの外周側を公転する。これにより支柱２に対してナセル３がヨー回動する。ヨー回動駆動モータ２１は後述するように風向に応じて駆動され、ロータ４（図２参照）の前端側を風上方向（図２に矢印で示す方向）正対させて翼６（図２参照）が風上側に向くようにナセル３がヨー回動するよう構成されている。

　ヨー回動制動装置２４は、環状のブレーキ板２５と、複数の円弧状のブレーキ部材２６とを有する。ブレーキ部材２６は断面Ｕ字状に形成されてナセル３の外底部に固定されており、ブレーキ部材２５の上壁部及び下壁部の内面には、上下一対のブレーキパッド２６ａが設けられている。ブレーキ板２５は、上記ボルト２８で環状部材２３ｂ及び支柱２の上端部に固定され、その内周部の一部が一対のブレーキパッド２６ａの間に位置している。このヨー回動制動装置２４によると、ブレーキ部材２６に内蔵されたアクチュエータ（図示せず）が駆動すると、ブレーキ部材２６の下壁部が上昇し、上下のブレーキパッド２６ａによってブレーキ板２５が挟み込まれる。これによりナセル３のヨー回動に対して制動力が発生する。

　図４及び図５に示すように、ロータ４のハブ５はナセル３の前端部に取り付けられており、ハブ５の外周部には、後述するように３つの枢支ブラケット１４及び基端部材９を介し、各翼６の基端側部分が傾動可能に支持されている。各翼６の基端側と基端部材９との間にはピッチ角調整装置７が設けられ、このピッチ角調整装置７はピッチ調整用モータ８を備えている。このピッチ調整用モータ８が駆動すると、各翼６がその軸心を中心にして回動し、各翼６のピッチ角が調整される。

　図６に示すように、ナセル３の内部には、２つのベアリング３４を介してロータ４の主軸３０が回転可能に支持されている。主軸３０の前端部には鍔部３０ａが形成され、この鍔部３０ａにはハブ５が連結されており、主軸３０はハブ５と一体に回転する。主軸３０の後端はギヤボックス３９の入力軸となっている。ギヤボックス３９の出力軸３９ａには、カップリング３６を介して発電機３７の入力軸３８が連結されている。このため、翼６が回転すると、その回転駆動力がハブ５、主軸３０、ギヤボックス３９及びカップリング３６を介して発電機３７に入力される。発電機３７は入力されたロータ４の回転駆動力に基づいて発電する。

　ギヤボックス３９の出力軸３９ａ上にはロータ制動装置３２が設けられている。このロータ制動装置３２が作動すると、出力軸３９ａが制動されてロータ４の回転を停止させることができるようになっている。

　ギヤボックス３９の後端には、後述する油圧シリンダ４１への油路を接続するためのロータリジョイント３５が設けられており、このロータリジョイント３５の後端にはギヤ歯のような凹凸を有する環状被検出部（図示せず）が形成されている。ナセル３の内部には、この環状被検出部に後方から臨む位置に、ロータ４の回転位相角を検出する電磁ピックアップ３３が設けられている。また、ナセル３の後端部の上面には、風速を検出する風速計６０と、風向を検出する風向計６１とが設けられている。

　次に、各翼６が通常姿勢と退避姿勢との間で傾動可能なように各翼６の基端側部分をハブ５に連結する傾動連結機構１５と、この傾動連結機構１５と協働して翼６の姿勢を切り換えるための傾動駆動装置４０とについて説明する。

　図６に示すように、傾動連結機構１５は、上記枢支ブラケット１４及び基端部材９と、枢支ピン１０と、ローラ１１と、ピン１２と、係合部材１３とを有している。ハブ５の外周部には３組の枢支ブラケット１４が放射状に設けられており、各基端部材９は枢支ピン１０を介して対応する枢支ブラケット１４に回動可能に支持されている。基端部材９の基端部はハブ５の内部に位置しており、この基端部にはピン１２を介してローラ１１が回転可能に支持されている。ハブ５の内部には環状溝が形成された係合部材１３が設けられており、この環状溝にローラ１１が転動可能に係合している。傾動駆動装置４０は、主軸３０の前部に取り付けられた油圧シリンダ４１を備え、この油圧シリンダ４１のピストンロッド４２の先端部に係合部材１３が設けられている。

　ピストンロッド４２が前方へ進出して油圧シリンダ４１が伸長すると、係合部材１３が前方へ移動し、ローラ１１が環状溝内を上方へ転動しつつ前方へ移動する。このため、ローラ１１に基端部材９及びピッチ角調整装置７を介して連結されている翼６は、枢支ピン１０を中心にして、ほぼ鉛直の作動面内に位置する通常姿勢（図６中実線参照）から、この通常姿勢に対して風下側へ傾動させた退避姿勢（図６中２点鎖線参照）となるまでの所定角度αの範囲内で傾動する。油圧シリンダ４１が収縮すると、翼が退避姿勢から通常姿勢となるまでの角度範囲内で傾動する。

　図４に戻ると、翼６がこの通常姿勢となっている状態において、翼６が回転する作動面はナセル３の軸心と概略直交している。より詳しくは、ナセル３の軸心３ａは風上側が上向くように水平方向に対して所定角度β（例えば4[deg]）だけ傾いており、翼６が回転する作動面は鉛直面に対して略この角度βだけ傾斜している。

　図７に示すように、傾動駆動装置４０は、上記油圧シリンダ４１と、油路４５，４６，５６，５７と、接続油路４８と、電磁開閉弁４９と、可変絞り弁４７と、電磁方向切換弁５１と、油圧供給装置５２とを有する。油圧供給装置５２は、油圧ポンプ５３と、油圧ポンプ５３を駆動するポンプ駆動モータ５４とを有する。油圧シリンダ４１は、複動型のシリンダであり、一対のピストン側油室４３及びロッド側油室４４を有している。油圧ポンプ５３が吐出する圧油がこれら油室４３，４４に供給されることによって油圧シリンダ４１が伸縮する。

　油圧ポンプ５３が吐出する圧油を導く油路５６は、電磁方向切替弁５１のＰポートに接続されている。電磁方向切替弁５１のＡポートには油路４６を介してピストン側油室４３が接続され、Ｂポートには油路４５を介してロッド側油室４４が接続されている。電磁方向切替弁５１のＴポートは油路５７を介してオイルリザーバ５２に連通している。

　電磁方向切換弁５１は３位置切換弁であり、２つのソレノイド５１ａ，５１ｂを有している。両ソレノイド５１ａ，５１ｂが通電されていないときには、電磁方向切換弁５１はＡ及びＢポートをブロックする遮断位置に保持される。ソレノイド５１ａが通電されると、電磁方向切換弁５１はＰポートがＡポートに連通してＴポートがＢポートに連通する右位置に保持される。このとき、油圧ポンプ５３からの圧油がピストン側油室４３に供給され、ロッド４２が進出して油圧シリンダ４１が伸長する。ソレノイド５１ｂが通電されると、電磁方向切換弁５１はＰポートがＢポートに連通してＴポートがＡポートに連通する左位置に保持される。このとき、油圧ポンプ５３からの圧油がロッド側油室４４に供給され、ロッド４２が退入して油圧シリンダ４１が収縮する。このように電磁方向切替弁５１により、油圧シリンダ４１に対する油圧の供給制御を簡単な構成で実現できる。

　接続油路４８は油路４５，４６を接続しており、この接続油路４８上には電磁開閉弁４９が設けられている。電磁開閉弁４９は、定常で接続油路４８を開放する開放位置に保持される常開弁である。電磁開閉弁４９のソレノイド４９ａが通電されると、電磁開閉弁４９はスプリング４９ｂの付勢力に抗して動作して接続油路４８を遮断する閉鎖位置に保持される。油路４６上には、接続油路４８に対して油圧シリンダ４１側において、可変絞り弁４７が設けられており、油路４６にはアキュムレータ５５が接続されている。このアキュムレータ５５は、油室４３，４４間の容積差を補償するための小容量のものである。

　図８に示すように、風車はその全体の制御を司る制御ユニット６２を備えている。制御ユニット６２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを含むマイクロコンピュータや、このマイクロコンピュータにデータバス等を介して接続された入出力インターフェースＩ／Ｏなどを有している。入力インターフェースには、風速計６０、風向計６１、電磁ピックアップ３３等が電気的に接続されている。出力インターフェースには、ヨー回動駆動モータ２１、ヨー回動制動装置２４、ピッチ調整用モータ８、ロータ制動装置３２、ポンプ駆動モータ５４、電磁方向切換弁５１、電磁開閉弁４９、発電機３７及びその関連機器等を夫々駆動するための複数の駆動回路が設けられている。

　次に、図６－図８に基づいて風車１の動作について説明する。制御ユニット６２は、風向計６０で検出された風速が予め設定された風速（例えばカットアウト風速）以上であるか否かを判定する。風速がこの所定風速未満であると判定したときには、油圧シリンダ４１を収縮させて翼６を通常姿勢にして通常運転を行う。この通常運転時には、シリンダ４１を収縮させた上で電磁方向切換弁５１のソレノイド５１ａ，５１ｂへの通電を解除して電磁方向切換弁５１を遮断位置に保持し、電磁開閉弁４９のソレノイド４９ａに通電して電磁開閉弁４９を閉鎖位置に保持する。また、風向計６１により検出される風向に基づいてヨー回動駆動モータ２１を作動させ、翼６が風上側に向くようにナセル３をヨー回動させる。これにより、風力等に基づいて翼６が回転し、ロータ４の回転駆動力で発電機３７が発電する。ヨー回動駆動モータ２１を作動させる際には、制御ユニット６２はヨー回動制動装置２４の作動を解除してナセル３のヨー回動を許容し、ヨー回転駆動モータ２１を作動させないときには、ヨー回動制動装置２４を作動させてナセル３のヨー回動を制動し、ナセル３の水平旋回位置を保持するようになっている。

　制御ユニット６２は、風速が所定風速以上であると判定すると、翼６を通常姿勢から退避姿勢に切り換える。制御ユニット６２は、まず、電磁ピックアップ３３で検出された回転位相信号に基づいて、３つの翼６を支柱２と干渉させずに風下側の退避姿勢へ傾動可能な所定回転位置にロータ４を停止させる。この所定回転位置は、ロータ４の回転軸方向に見て翼６が支柱２と重ならない回転位置であり、例えば図１に示す位置などである。

　このロータ４の回転を停止させる際に、制御ユニット６２は、まず、電磁ピックアップ３３から受ける回転位相信号に基づいて上記所定回転位置を検知する。次に、３つのピッチ調整用モータ８を作動させて各翼６のピッチ角を増加側へ調整し、翼６に作用する回転方向の空気抵抗を増大させて翼６の回転速度を低下させる。次に、ロータ制動装置３２を作動させてロータ４を制動し、電磁ピックアップ３３により検出される回転位相信号に基づいて３つの翼６を所定回転位置に停止させる。尚、３つの翼６のピッチ角を減少側へ調整してロータ４の回転を停止させることも可能である。

　このように電磁ピックアップ３３からの信号に基づいて上記所定回転位置を検知するので、強風時であってもロータ４を確実にこの所定回転位置に停止させることができる。また、この風車１は、ロータ４の回転を停止させるための回転停止装置１８として、ロータ制動装置３２のみならず３つのピッチ角調整装置７を備えている。このため、ロータ４の回転を速やか且つ確実に停止させることができる。しかも、３つのピッチ角調整装置７によりロータ４の回転速度を低下させ、その後ロータ制御装置３２によりロータ４を制動するという手順をとるため、ロータ制御装置３２に過大な負荷を掛けずにロータ４を停止させることができる。このように、風速が所定風速以上になるとロータ４を停止させるため、強風時にロータ４が過速度で回転するのを防止することができ、発電機３７の破損を防止できる。

　このロータ４の停止後、制御ユニット６２は、傾動駆動装置４０を作動させて３つの翼６を退避姿勢へ傾動させる。このとき、制御ユニット６２は、電磁開閉弁４９のソレノイド４９ａへの通電を解除して電磁開閉弁４９を開放位置に保持し、電磁方向切換弁５１のソレノイド５１ａ，５１ｂへの通電を解除した状態を維持して電磁方向切換弁５１を遮断位置に保持する。

　このような弁４９，５１の状態において、ロッド側油室４４は、油路４５、接続油路４８及び油路４６を介してピストン側油室４３に連通し、両油室４３，４４は油圧ポンプ５３ともオイルリザーバ５２とも遮断される。このため、翼６に作用する風荷重及び自重に基づいて、ロッド側油室４４内の圧油がピストン側油室４３内へと流れ、油圧シリンダ４１が伸長してピストンロッド４２が前方へ進出する。このように傾動駆動装置４０の弁４９，５１の作動により、各翼６が、翼６に作用する風荷重及び自重に基づいて退避姿勢へ傾動する。このとき、制御ユニット６２は、ロータ制動装置３２の作動を継続させ、ロータ４が上記所定回転位置で停止した状態を維持するようにしており、この傾動時に翼６が支柱２と干渉して破損するおそれもない。

　また、油路４６上には可変絞り弁４７が設けられているため、ロッド側油室４４とピストン側油室４３との間を流れる油量が制限され、油圧シリンダ４１の作動速度が制限される。このため、翼６の傾動速度が低速に制限され、翼６の破損を防止可能となる。

　翼６が退避姿勢になった状態においては、翼６に作用する風荷重の合力中心Ｇ（図２参照）が支柱２の軸心よりも風下側に位置する。このため、強風時に３つの翼６に作用する風荷重に基づいて、ロータ４の前端部が風上側に正対するようナセル３が自動的に正確にヨー回動するようになり、ナセル３及びロータ４が自動的にアップウインド姿勢を保持する。この状態において制御ユニット６２は、ヨー回動制動装置２４の作動を解除し、ナセル３のヨー回動を許容しており、ナセルの自動的なヨー回動が円滑に行われる。

　図９に示すように、翼６を退避姿勢にしたとき、翼６の自重により各翼６ａ，６ｂ，６ｃにモーメントＭａ，Ｍｂ，Ｍｃが発生する。ここで、上向きの翼（図１も参照）を６ａ、下向きの２枚の翼（図１も参照）を６ｂ，６ｃ、翼６の質量をｍ、重力加速度をｇ、枢支ピン１０から各翼６の重心までの距離をＲ、通常姿勢に対する傾動姿勢の傾斜角をα、ナセル３の軸心の水平方向に対する傾斜角をβ、自重により各翼６に作用するモーメントをＭａ，Ｍｂ，Ｍｃとする。

　傾斜角βが０の場合、Ｍａ＝Ｒ・ｍｇ・sinα，Ｍｂ＝Ｍｃ＝－Ｒ・ｍｇ・sinα・sin30°＝－(1/2)Ｍａ　となる。Ｍａは翼６ａを閉じようとするモーメント、Ｍｂ，Ｍｃは翼６ｂ，６ｃを開こうとするモーメントである。これらの関係に従えば、傾斜角βが０の場合、傾動連結機構及び傾動駆動装置が上記のように各翼６を連動させるための構造や油圧回路を備えて構成されることにより、翼６ａを閉じようとするモーメントと、翼６ｂ，６ｃを開こうとするモーメントとが釣合った状態となる。

　現実には、傾斜角βは前述したように０でなく、ナセル３の軸心はロータ４の取付側が上向くように水平方向に対して傾斜している。この場合、翼６ａを閉じようとするモーメントＭａは傾斜角βの増加に応じて増加し、翼６ｂ，６ｃを開こうとするモーメントＭｂ，Ｍｃは傾斜角βの増加に応じて減少する。このため、傾動連結機構及び傾動駆動装置が上記のように構成されることにより、上記の釣合いがくずれ、翼６ａを閉じようとするモーメントが翼６ｂ，６ｃを開こうとするモーメントに勝ることとなる。すなわち、翼６が、自重によって全体として閉じる方向に付勢される。このように本実施形態においては、各翼６の自重による退避姿勢への傾動が実現され、また、退避姿勢となった各翼６がその姿勢を自己保持するようになる。

　以上説明した本実施形態のアップウインド型風車１によれば、風速が所定風速以上になると、翼６を退避姿勢まで傾動させるようにしている。その結果、強風時に３つの翼６に作用する風荷重を格段に低減することができ、風車１の耐風圧性が向上し、風車１の破損を防止することができる。このように翼６に作用する風荷重が低減すると、風車の設計条件が緩和され、支柱２の剛性や強度を従来よりもシビアに確保する必要がなくなり、風車１の製作コストを低減することができる。

　なお、上記構成は停電が起こった場合の動作の点でも有利である。すなわち、電磁開閉弁４９は常開弁となっており、電磁方向切換弁５１はソレノイド５１ａ，５１ｂに通電しない状態で遮断位置に保持される。このため、停電時には、電磁開閉弁４９が開放位置に保持されて電磁方向切換弁５１が遮断位置に保持される。したがって、停電時に、バッテリなどの補助電源を用いることなく、翼６に作用する風荷重及び自重を利用して油圧シリンダ４１を作動させて３つの翼６を退避姿勢に切り換えることができる。また、翼６が退避姿勢となっている状態においては風荷重に基づいて自動的にアップウインド姿勢を保持するようになっている。したがって、停電時に、バッテリなどの補助電源を用いることなく、ナセル３及びロータ４の姿勢を風向に応じて変化させることができる。

　次に、本発明の第２実施形態に係るアップウインド型風車１Ａについて説明する。但し、第１実施形態と同様の構成要素には同一の参照符号を付して説明を省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。

　図１０，図１１に示すように、傾動連結機構７０は、３つの枢支ブラケット６９と、３つの翼６の基端部材７１と、３つの枢支ピン７２とを有する。各枢支ブラケット６９はハブ５の外周部に放射状に設けられ、各基端部材７１は対応する翼６の基端側部分に連結されている。枢支ブラケット６９及び基端部材７１にはそれぞれ挿通孔が形成され、枢支ピン７２は該挿通孔に挿通されて基端部材７１に固着されている。このように、基端部材７１は、枢支ピン７２と一体回転可能に枢支ブラケット６９に支持されている。
傾動駆動装置は、各枢支ブラケット６９に設けられた３つの傾動駆動モータ７３を備えている。各傾動駆動モータ７３の出力軸には枢支ピン７２が夫々固着されている。したがって、制御ユニット６２により各傾動駆動モータ７３が駆動されると、枢支ピン７２と共に基端部材７１が回転し、３つの翼６が図１０に実線で示す通常姿勢と、図１０に二点鎖線で示す退避姿勢との間で傾動する。

　但し、所定の風速以上の強風時には、傾動駆動モータ７３により制動しながら、風荷重により翼６を低速で退避姿勢へ傾動させてもよい。また、傾動駆動モータ７３により退避姿勢から通常姿勢へ切り換えることも可能である。このアップウインド型風車１Ａにおいても、第１実施形態の風車１とほぼ同様の作用効果が得られるが、傾動連結機構及び傾動駆動装置の構成が簡単になり、風車の製作コストを第１実施形態に比べて低減することができる。

　次に、本発明の第３実施形態に係るアップウインド型風車について図１２に基づいて説明する。但し、前述の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。尚、図１２には、最上位位置にある翼６の為の傾動連結機構８０のみ図示してあり、その他の傾動連結機構も同様の構成である。

　図１２に示すように、傾動連結機構８０は、Ｙ形部材８１と、翼６の基端部材８５と、リンク部材８３と、１対の腕部８７、枢支ピン８２，８４，８６とを有する。１対の腕部８７は、主軸３０Ａと一体に設けられ、主軸３０Ａの前端から突出している。この１対の腕部８７には、翼６の基端部材８５が枢支ピン８６を介して回動可能に支持されている。基端部材８５の基端部には、リンク部材８３の一端部が枢支ピン８４を介して回動可能に連結されており、リンク部材８３の他端部は、Ｙ形部材８１の端部のうちの１つに枢支ピン８２を介して回動可能に連結されている。Ｙ形部材８１は、主軸３０Ａに付設された油圧シリンダ４１Ａのピストンロッド４２Ａの先端部に固着されている。

　油圧シリンダ４１Ａが収縮した状態においては、翼６が図１２に実線で示す通常姿勢になる。油圧シリンダ４１Ａのピストンロッド４２Ａが前方に進出すると、図１２に二点鎖線で示すように、リンク部材８３を介して基端部材８５が枢支ピン８６を中心にして傾動し、翼６が退避姿勢に切り換えられる。

　次に、本発明の第４実施形態に係るアップウインド型風車１について、図１３，図１４に基づいて説明する。但し、前述した実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。このアップウインド型風車においては、傾動連結機構９０と傾動駆動装置の構成が第１実施形態と異なっており、各翼６に装備された３つの複動型の油圧シリンダ９３で傾動駆動することにより、３つの翼６を退避姿勢に夫々切り換えるように構成されている。尚、図１３には、最上位置にある翼６の為の傾動連結機構９０のみ図示してあり、その他の傾動連結機構も同様の構成である。

　傾動連結機構９０は、１対の連結金具９１と、枢支ピン９２と、油圧シリンダ９３と、翼６の基端部材９６と、枢支ピン９５，９７と、１対の腕部９８とを有している。１対の腕部９８と１対の連結金具９１は主軸３０Ｂと一体に構成されている。一対の腕部９８には、枢支ピン９７を介して翼６の基端部材９６を回動自在に支持されている。一対の連結金具９１は一対の腕部９８に対して主軸の内径側に設けられており、この一対の連結金具９１には、枢支ピン９２を介して油圧シリンダ９３のヘッド部が回動自在に連結されている。油圧シリンダ９３のピストンロッド９４の先端部は、枢支ピン９５を介して基端部材９６の基端部に回動自在に連結されている。

　図１３の２点鎖線で示すように、油圧シリンダ９３のピストンロッド９４が前方に進出すると、油圧シリンダ９３が枢支ピン９２を中心に上方に回動すると共に、翼６と基端部材９６が枢支ピン９７を中心に傾動し、翼６が退避姿勢に切り換えられる。

　図１４に示すように、傾動駆動装置は、３つの油圧シリンダ９３と、１つの油圧ポンプ１０５と、同期作動回路部１００とを備えている。図１４において、９３ａ，９３ｂ，９３ｃは前述の翼６ａ，６ｂ，６ｃに対応する油圧シリンダ、ａｐ，ｂｐ，ｃｐは、油圧シリンダ９３ａ，９３ｂ，９３ｃの往動油室、ａｒ，ｂｒ，ｃｒは、油圧シリンダ９３ａ，９３ｂ，９３ｃの復動油室である。同期作動回路部１００は、３つの翼６ａ，６ｂ，６ｃに作用する風荷重と自重により、３つの翼６ａ，６ｂ，６ｃが同期して退避姿勢に切り換わるように３つの油圧シリンダ９３ａ，９３ｂ，９３ｃを作動させる。

　モータ１０６付きの油圧ポンプ１０５は、その吐出口が電磁方向切換弁１０１のＰポートに接続され、その吸入口がＴポートに接続されている。電磁方向切換弁１０１のＡポートは、油路１０７Ａを介して油室ａｐに接続され、Ｂポートは油路１０７Ｂを介して油室ｂｒに接続されている。油路１０７Ａと油路１０７Ｂとは、バイパス油路１０７Ｃを介して互いに接続されており、このバイパス油路上には電磁開閉弁１０２ａが設けられている。すなわち、油路１０７Ａ，１０７Ｂに対して電磁開閉弁１０２ａと電磁方向切換弁１０１とが並列に接続されている。また、油路１０７Ｂ上にはバイパス油路１０７Ｃとのノードに対して油室ｂｒ側において可変絞り弁１０３ａが設けられている。油室ａｒは油路１０９を介して油室ｃｐに接続され、油室ｃｒは油路１０８を介して油室ｂｐに接続されている。油路１０９上には、電磁開閉弁１０２ｃと可変絞り弁１０３ｃが設けられ、油路１０８上には電磁開閉弁１０２ｂと可変絞り弁１０３ｂが設けられている。なお、電磁方向切換弁１０１は図７に示す電磁方向切換弁５１と同様のものであり、電磁開閉弁１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは図７に示す電磁開閉弁４９と同様のものである。また、油路１０７Ｂには油室ｂｒの近くでアキュムレータ１０４ｂが接続され、油路１０８には油室ｃｒの近くでアキュムレータ１０４ｃが接続され、油路１０９には油室ａｒの近くでアキュムレータ１０４ａが接続されている。これらアキュムレータ１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃは、往動油室ａｐ，ｂｐ，ｃｐと復動油室ａｒ，ｂｒ，ｃｒとの容積差を補償するためのものであり、比較的小容量となっている。

　強風発生時に、翼６ａ～６ｃを退避姿勢に切り換える際、電磁方向切換弁１０１を遮断位置にし、全部の電磁開閉弁１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを開弁状態にする。すると、翼６ａ，６ｂ，６ｃに作用する風荷重と図９に示したモーメントＭａ，Ｍｂ，Ｍｃにより翼６ａ，６ｂ，６ｃが傾動し始め、油室ａｒ内の圧油が油路１０９を介して油室ｃｐに流れ、油室ｃｒ内の圧油が油路１０８を介して油室ｂｐに流れ、油室ｂｒ内の圧油が油路１０７Ｂ、バイパス油路１０７Ｃ及び油路１０７Ａを介して油室ａｐに流れる。このため、３つの翼６ａ，６ｂ，６ｃは自動的に同期して傾動して退避姿勢へ切り換わる。つまり、モーメントＭａがモーメントＭｂ，Ｍｃを相殺することに相当する。但し、可変絞り弁１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃによって、油路１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃ，１０８，１０９を流れる油の流量が制限されるため、３つの油圧シリンダ９３ａ，９３ｂ，９３ｃの作動速度が制限され、３つの翼６ａ，６ｂ，６ｃが低速で傾動するようになっている。尚、この作動は、停電状態においても同様に生じる。

　強風が止んだとき、翼６ａ，６ｂ，６ｃを通常姿勢に切り換える際には、１つの電磁開閉弁１０２ａのみを閉弁し、残りの２つの電磁開閉弁１０２ｂ，１０２ｃを開弁状態にし、電磁方向切換弁１０１のソレノイド１０１ａをＯＦＦ、ソレノイド１０１ｂをＯＮにし、モータ１０６により油圧ポンプ１０５を駆動すると、油室ａｐの油が油室ｂｒへ流れ、油室ｂｐの油が油室ｃｒへ流れ、油室ｃｐの油が油室ａｒへ流れるため、３つの油圧シリンダ９３ａ，９３ｂ，９３ｃがピストンロッドを退入させるように駆動され、３つの翼６ａ，６ｂ，６ｃが通常姿勢に切換えられる。尚、油圧ポンプ１０５と電磁方向切換弁１０１を介して、前記とは反対に作動させて、３つの翼６ａ，６ｂ，６ｃを退避姿勢に切換えることも可能である。

　次に、本発明の第５実施形態に係るアップウインド型風車１について、図１５乃至図１７に基づいて説明する。但し、前述した実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。このアップウインド型風車の傾動連結機構１９０は、腕部１９８の形状と油圧シリンダ１９３の形式が第４実施形態と異なっている。

　図１５及び図１６に示すように、腕部１９８は、円筒状の構造部材に３組の枢支ブラケットが張り出した形状となっている。円筒状の構造部材に枢支ブラケットを張り出した形状にすることにより、腕部１９８の軽量化が図られ、製作コストを低減することができる。また、図１５及び図１７に示すように、３つの油圧シリンダ１９３ａ，１９３ｂ，１９３ｃはそれぞれ、２本のロッド１９４，１９９（図１５参照）を有した両ロッドシリンダとなっている。これにより、図１７に示す復動油室ａｐ，ｂｐ，ｃｐと、復動油室ａｒ，ｂｒ，ｃｒの容積差がなくなり、３つの油圧シリンダ１９３ａ，１９３ｂ，１９３ｃのロッドの進退出位置が一致し、３つの翼６ａ，６ｂ，６ｃの傾動角度を容易に一致させることができる。

　次に、上記実施形態を部分的に変更した変更例について説明する。アップウインド型風車１に装備された翼６は３つに限定されることなく、２つ以上であればよい。また、予め設定された風速以上になったことが判定されたときに、装備した全ての翼６を退避姿勢に切り換える代わりに、装備したうちの一部の翼６のみを退避姿勢に切り換えてもよい。また、基端部材を含む翼６を、作動面内に位置する通常姿勢から翼６がナセルとほぼ平行となる平行姿勢の範囲内で風速に応じた角度傾動させた退避姿勢にすることも可能である。

　カットアウト風速以外の風速を予め設定しておき、設定された風速に基づいて、各翼６を退避姿勢に切り換えてもよい。可変絞り弁４７を第２油路４６に介装する代わりに、第１油路４５に介装してもよい。

　３つの翼６を退避姿勢に切り換えた状態で、制御ユニット６２によりヨー回動制動装置２４を作動させてナセル３，３Ａのヨー回動を制動してもよい。この場合、風向計６１で検出された風向に基づいて、制御ユニット６２によりヨー回動駆動モータ２１を駆動させてハブ５の前端が風向きに正対させる向きとなるように、ナセル３，３Ａをヨー回動させる。

　上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

Claims

　支柱に水平旋回可能に付設されたナセルと、該ナセルに回転可能に付設されたロータと、該ロータの中心部に配設されて該ロータの一部を構成するハブと、該ハブに付設されて前記ロータの一部を構成しほぼ鉛直の作動面内で回転する複数の翼と、前記翼が風上側へ向くように前記ナセルをヨー回動させるためのヨー回動駆動装置とを備えたアップウインド型風車において、
　前記各翼が前記作動面内に位置する通常姿勢と該通常姿勢に対して風下側へ傾動させた退避姿勢との間で傾動可能なように、前記各翼の基端側部分を前記ハブに連結する傾動連結機構と、
　該傾動連結機構と協働して前記各翼の姿勢を切り換える傾動駆動手段と、
　前記ロータの回転を停止させるための回転停止手段と、
　前記各翼を前記退避姿勢に切り換える際に、前記回転停止手段を作動させて前記翼を前記支柱と干渉させずに傾動させうる所定回転位置に前記ロータを停止させ、該ロータの回転停止後に前記傾動駆動手段を作動させて前記各翼を前記退避姿勢へ傾動させる制御手段と、を備えたことを特徴とするアップウインド型風車。
　風速を検出する風速検出手段を備え、
　前記制御手段は、前記風速検出手段により検出された風速が所定風速以上になったと判定すると、前記各翼を前記退避姿勢に切り換える制御を開始することを特徴とする請求項１に記載のアップウインド型風車。
　前記ロータの回転位相を検出する回転位相検出手段を備え、
　前記制御手段は、前記ロータの回転を停止させる際に、前記回転位相検出手段により検出される回転位相に基づいて前記所定回転位置を検知して前記回転停止手段を作動させることを特徴とする請求項１又は２に記載のアップウインド型風車。
　前記回転停止手段は、前記各翼のピッチ角調整手段と、前記ロータを制動するロータ制動手段とを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアップウインド型風車。
　前記制御手段は、前記ロータの回転を停止させる際に、前記各ピッチ角調整手段を作動させて前記各翼のピッチ角を調整して前記各翼の回転速度を低下させ、その後前記ロータ制動手段を作動させて前記ロータを制動して前記ロータの回転を停止させることを特徴とする請求項４に記載のアップウインド型風車。
　前記制御手段は、前記翼を前記退避姿勢へ傾動させる際に、前記傾動駆動手段を作動させ、前記翼に作用する風荷重と自重とに基づいて前記翼を傾動させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアップウインド型風車。
　前記各翼が前記退避姿勢となった状態において、前記複数の翼に作用する風荷重の合力中心が前記支柱の軸心よりも風下側に位置することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のアップウインド型風車。
　前記ナセルのヨー回動を制動するヨー回動制動手段を備え、
　前記制御手段は、前記各翼が前記退避姿勢となった状態において、前記ヨー回動制動手段による制動を解除することを特徴とすることを請求項１乃至７のいずれか１項に記載のアップウインド型風車。
　前記傾動駆動手段は、伸縮により前記複数の翼を傾動させる１本の複動型の油圧シリンダと、該油圧シリンダの一対の油室に接続される第１油路及び第２油路と、該第１油路及び第２油路を接続する接続油路と、該接続油路上に設けられた電磁開閉弁とを備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のアップウインド型風車。
　前記電磁開閉弁が常開弁であることを特徴とする請求項９に記載のアップウインド型風車。
　前記傾動駆動手段は、前記第１油路又は前記第２油路上に設けられた可変絞り弁を備えることを特徴とする請求項１０に記載のアップウインド型風車。
　前記傾動駆動手段は、圧油を供給する油圧供給装置と、該油圧供給装置に接続された電磁方向切換弁とを備え、該電磁方向切換弁に前記第１油路及び前記第２油路が接続されていることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のアップウインド型風車。
　前記傾動駆動手段は、伸縮により対応する前記翼を傾動させる複数の複動型の油圧シリンダと、前記各翼に作用する風荷重と自重とにより前記各翼が同期して前記退避姿勢に切り換わるように前記複数の油圧シリンダを同期作動させるための同期作動手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のアップウインド型風車。
　前記傾動駆動手段は、圧油を供給する油圧ポンプと、該油圧ポンプと前記同期作動手段との間に設けられた電磁方向切換弁とを備えることを特徴とする請求項１３に記載のアップウインド型風車。
　前記ロータの回転駆動力に基づいて発電する発電機を備えることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のアップウインド型風車。
　支柱に水平旋回可能に付設されたナセルと、該ナセルに回転可能に付設されたロータと、該ロータの中心部に配設されて該ロータの一部を構成するハブと、該ハブに付設されて前記ロータの一部を構成しほぼ鉛直の作動面内で回転する複数の翼と、前記各翼が風上側へ向くように該ナセルをヨー回動させるためのヨー回動駆動装置とを備え、前記各翼が前記作動面内に位置する通常姿勢と該通常姿勢に対して風下側へ傾動させた退避姿勢との間で傾動可能なように前記各翼の基端側部分が前記ハブに連結されたアップウインド型風車の運転方法であって、
　前記各翼を前記支柱と干渉させずに風下側に傾動させうる所定回転位置に前記ロータを停止させるステップと、
　前記ロータの回転停止後に前記各翼を前記退避姿勢へ傾動させるステップと
を備えたことを特徴とするアップウインド型風車の運転方法。
　前記アップウインド型風車は、前記各翼を傾動させるステップの後において、前記複数の翼に作用する風荷重の合力中心が前記支柱の軸心よりも風下側に位置するよう構成されていることを特徴とする請求項１６に記載のアップウインド型風車の運転方法。
　前記アップウインド型風車は、前記ナセルのヨー回動を制動するヨー回動制動手段を備えており、
　各翼を傾動させるステップの後に、前記ヨー回動制動手段による制動を解除するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１６又は１７に記載のアップウインド型風車の運転方法。