(57)【要約】      （修正有）【課題】発電機及び風車を自動的に風の向かわせて、烈風のときにも風車が首振りすることを防止し、風車の回転が一定限度を超えると自動的に羽根面に風を並行させて風圧を避けるようにする。【解決手段】風車１が左右に激しく首振りさせらることを防止するための発電機継鉄胴部１９に油圧振れ止装置３２の揺動仕切板３３を取付けて一体化して発電機１８の首振りにより生じる揺動仕切板３３の両側の油室３４間の油の移動を細孔３６により制限し、緩やかに揺動仕切板３３を回転させる。風車１の回転が一定限度に達したとき、傾斜用ピストン９を油圧により風上方向に移動させ、この動作を発電子と風車との共用連結軸の中空孔２３を貫通している連結棒６を介してラック歯付角棒５を同じ方向に移動し、これに噛み合っているプロペラ羽根２の根元の扇状歯車４を約４５度回転することにより羽根面を風向に並行させ風圧を避けるようにする。【選択図】図１
2010014105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支柱２８の上部に発電機１８とこの発電機の共用連結軸２２に取付けられたプロペラ羽根２をもつ風力発電装置の構造に於いて発電機継鉄胴部１９の頂部と底部に設けた垂直の首振り用軸２６及び２７を支柱２８の上部の円環状枠２９の上下の軸受３０及び３１により水平に揺動しうるように支持し、風車１の数板のプロペラ羽根２を風下方向に僅かに傾斜させることにより発電機１８と風車１が弱い風でも、自動的に共用連結軸２２が風の方向に向くようにし、又、烈風により風車１が左右に激しく首振りさせらることを防止するため、発電機継鉄胴部１９に固定した上部首振り用軸２６を油圧振れ止装置３２の揺動仕切板３３に取付けて一体化して、発電機１８の首振りにより生じる揺動仕切板３３の両側の油室３４間の油の移動を細孔３６により制限し、緩やかに揺動仕切板３３を回転させることにより発電機１８を風方向に落ちつかせるように、又、台風時、風車１の回転が一定限度に達したとき、その回転計の指示により自動的に又、人の操作により、先ず、ロック用油圧シリンダー１３を作動させて、ロック用ピストンの爪１５を羽根面傾斜用油圧シリンダ８内の傾斜用ピストン９よりはずして、この傾斜用ピストン９を油圧により風上方向に移動させ、この動作を発電子と風車との共用連結軸の中空孔２３を貫通している連結棒６を介してラック歯付角棒５を同じ方向に移動し、これに噛み合っているプロペラ羽根２の根元の扇状歯車４を約４５度回転することにより羽根面を風向に並行させて風圧を避けるようにし、又、発電機１８と風車１を風下側に配置して、風上側に空間をあけることにより支柱上部の鋼線取付部３９より風上側に引張用鋼線３８による補強をなしうるようにした風力発電装置
【請求項２】
特許請求の範囲の請求項１に記載の風力発電装置の構造において、烈風時風車１の回転が許容限界に近づくと回転計に連動する制御弁４１により羽板面傾斜用ピストン９を僅かに風上方向に移動させてプロペラ羽根２の傾斜角を減じて風車１の回転数を落とし、回転数が落ちることによりこれに連動する制御弁を逆に働かせてプロペラ羽根２の傾斜角を元に戻し、回転数を復活させるようにした風車１の回転の自動制御の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は風の力を利用して発電する風力発電装置に関するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】  自然の風を利用して発電を行うには色々な問題点が多い。ほとんど無風の状態より利用不可能な台風まで風の強弱は激しく又方向も常に変動する風のエネルギーをどのようにして有効に利用するかが難しい課題である。【０００３】本発明は弱い風の場合も常にその方向に向かい方向変換できるようにし常に最大の受風面積を確保することが必要である。【０００４】  烈風時における風車が左右に激しく首振りし破損の危険が生じるとき、この衝動を吸収し、風方向に落ちつかせることが必要である。【０００５】  台風時、プロペラ羽根の破損を防ぐため、羽根面を台風に並行させて風圧を避けることが必要である。【０００６】  台風時、安全のため支柱を簡単な方法で補強をすることも必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  発電機継鉄胴部１９の頂部と底部に設けた垂直の首振り用軸２６及び２７を支柱２８の上部の円環状枠２９の上下の軸受３０及び３１により水平に揺動しうるように支持し、風車１の数板のプロペラ羽根２を風下方向に僅かに傾斜させることにより発電機１８と風車１が弱い風でも、自動的に共用連結軸２２が風の方向に向くようにする。【０００８】  又、烈風により風車１が左右に激しく首振りさせらることを防止するため、発電機継鉄胴部１９に固定した上部首振り用軸２６を油圧振れ止装置３２の揺動仕切板３３に取付けて一体化して、発電機１８の首振りにより生じる揺動仕切板３３の両側の油室３４間の油の移動を細孔３６により制限し、緩やかに揺動仕切板３３を回転させることにより発電機１８を風方向に落ちつかせるようにする。【０００９】  又、台風時、風車１の回転が一定限度に達したとき、その回転計の指示により自動的に又、人の操作により、先ず、ロック用油圧シリンダー１３を作動させて、ロック用ピストンの爪１５を羽根面傾斜用油圧シリンダ８内の傾斜用ピストン９よりはずして、この傾斜用ピストン９を油圧により風上方向に移動させ、この動作を発電子と風車との共用連結軸の中空孔２３を貫通している連結棒６を介してラック歯付角棒５を同じ方向に移動し、これに噛み合っているプロペラ羽根２の根元の扇状歯車４を約４５度回転することにより羽根面を風向に並行させて風圧を避けるようにする。【００１０】  又、発電機１８と風車１を風下側に配置して、風上側に空間をあけることにより支柱上部の鋼線取付部３９より風上側に引張用鋼線３８による補強をなしうるようにする。【００１１】  烈風時風車１の回転が許容限界に近づくと回転計に連動する制御弁４１により羽板面積傾斜用ピストン９を僅かに風上方向に移動させてプロペラ羽根２の傾斜角を減じて風車１の回転数を落とし、回転数が落ちるとこれに連動する制御弁は逆に働くのでプロペラ羽根２の傾斜角は元に戻り、回転数を復活させるようにした風車１の回転数の自動制御の構造。
【発明の効果】
【００１２】  風車１は弱い風の時でも自動的に風の方向に向き、１００％の受風お受けることが出来、又、烈風のとき、風車が左右に激しく首振りされることを緩和し、やはり風の方向に落ちついていき、充分風を受けることが出来て、効率のよい発電を行うことが出来る。【００１３】  又、台風のとき、風車１のプロペラ羽根面を風向に並行させて風を逃がし、風車及び発電機に加わる風圧を減少させることができる。又、風車１の回転数を自動制御することによりプロペラ羽根の幅を増加することが可能になり風車の発電能力を引き上げることが出来る。
【発明の実施をするための最良の形態】
【００１４】  本発明の実施の一例として図１、図２、図３及び図４に示す通り、発電機継鉄胴部１９に頂部と底部に垂直の首振り用軸２６と２７を設けた環状帯を取付けて一体とし、この上下の垂直軸２６及び２７を円環状枠２９の上下の軸受３０及び３１により水平に揺動しうるように支持し、風車１の数板のプロペラ羽根２を風下方向に僅かに傾斜させることにより発電機１８と風車１の共用連結軸２２が弱い風でも自動的に風の方向に向くようにしている。プロペラ羽根２を風下方向に僅かにα角度傾斜することにより風力により順応して首振を減少させることが出来ると共に羽根の最外端の角で生じる渦流お減少させることが出来る。特にこの最外端を更に風向にβ角度折り曲げることにより、更に風の流れを円滑に風下に流すことになり、騒音の発生を押さえることが出来る。
【００１５】  又、烈風により風車１が左右に激しく首振りさせられることを防止するため、継鉄胴部１９に固定した上部首振り用軸２６を油圧振れ止装置３２の揺動仕切板３３に取付けて一体化して、発電機１８の首振りにより生じる揺動仕切板３３の両側の油室３４間の油の移動を細孔３６により制限し、緩やかに揺動仕切板３３を回転させることにより発電機１８を風方向に落ちつかせるようにする。
【００１６】  風向きの変化により発電機１８と風車１の方向が水平回転されると油圧振れ止装置３２の油室の仕切壁３５はその角度だけ回転させられるので、内部の油は一方の油室より隣の油室３４へ細孔３６を通じて移動することになる。このとき油孔３６の油通過面積が小さければ発電機１８と風車１の方向変換には時間が必要となる。従って激しい首振りに対する抵抗が大きくなる。しかし、時間と共に発電機１８と風車１の方向は自動的に風向に落ちつくことになる。この油通過面積は図５、図６及び図７に示されるように流量調整用ボルト３８のねじ込みの深さにより調節されるようにすることも出来る。
【００１７】  台風時、風車１の回転が一定限度に達したとき、発電子と風車との共用連結軸２２に取付けた回転計による起電力により自動的に又、台風情報により人の操作により、先ず、Ｃ配管１７に油を送り、ロック用油圧シリンダー１３を作動させて、ロック用ピストンの爪１５を羽根面傾斜用油圧シリンダ８内の傾斜用ピストン９よりはずす。次にＡ配管１１に油を送り羽根面傾斜用油圧シリンダー８の傾斜用ピストン９を油圧により風上方向に移動させ、この動作を発電子と風車との共用連結軸の中空孔２３を貫通している連結棒６を介してラック歯付角棒５を同じ方向に移動する。このラック歯付角棒５は図２に示すように外周角面の四面共ラック歯が刻まれていて、４本のプロペラ羽根の扇状歯車４に同時に噛み合っており、ラック歯付角棒５が風上方向に移動すると、扇状歯車４は約４５度回転してプロペラ羽根２の羽根面は風向に並行になって風を逃がすようになる。
【００１８】  台風が通過するとＢ配管１２に油を送り傾斜用ピストン９を風下方向に移動させると、連結棒６は風下側に押され、これに連結しているラック歯付角棒５も同じ方向に移動し、４本のプロペラ羽根の扇状歯車４は約４５度回転戻して、羽根面は原状の傾斜に戻る。そしてＣ配管１７の油を抜いてロック用油圧シリンダー１３のロック用ピストンの爪１５により再び羽根面傾斜用シリンダー８がロックされプロペラ羽根２の傾斜は固定される。
【００１９】  発電機１８と風車１を風下側に配置して、風上側に空間をあけることにより支柱上部の鋼線取付部３９より風上側に設置した数本の鋼線取付用杭４０まで引張用鋼線３８を張ることが可能になり台風に対する危険を防ぐことが出来る。
【００２０】  図８及び図９は羽根面傾斜用ピストンの自動制御方法を説明する図であって、烈風時風車１の回転が許容限界に近づくと回転計の回転に応じて出される指示により制御弁４１内のピストン４２を図８に示すように左へ移動させると、ポンプの油はＤ配管４４により制御弁４１の中央よりＥ配管４５を通って油圧シリンダー８に入り、傾斜用ピストン９を風上方向に移動させてプロペラ羽根２の傾斜角を減じて、水平に近づけて風車１の回転数を低下させる。そして回転数が落ちると、これに連動する制御弁４１のピストン４２を図９に示すように右へ移動させるとポンプよりの油は制御弁４１の中央よりＦ配管４６を通って油圧シリンダー８に入り、傾斜用ピストン９を風下方向に移動させてプロペラ羽根２の傾斜を元に戻して、風車１の回転数を引き上げて許容限界内での運転を継続する。
【００２１】  上のように回転数を自動制御することによりプロペラ羽根２の烈風による破損の恐れが少なくなるため羽根の幅を増加させることが可能になり、風車１の回転トルクを増加出来、風力発電能力を引き上げることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の風力発電装置の一例を示す中央縦断面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図
【図４】図１の平面図
【図５】本発明の風力発電装置の油圧振れ止装置の平面図
【図６】図５のＣ−Ｃ断面図
【図７】図５のＤ−Ｄ断面図
【図８】本発明の風力発電装置の羽根面傾斜用ピストンの自動制御方法の最初の動作を示す説明図の縦断面図
【図９】本発明の風力発電装置の羽根面傾斜用ピストンの自動制御方法の次の動作を示す説明図の縦断面図
【符号の説明】
【００２３】  １・・・風車                          ２・・・プロペラ羽根
３・・・羽根取付部                    ４・・・羽根根元の扇状歯車
５・・・ラック歯付角棒                ６・・・連結棒
７・・・連結棒用スラストベアリング    ８・・・羽根面傾斜用油圧シリンダー
９・・・傾斜用ピストン              １０・・・傾斜用ピストン用バネ
１１・・・傾斜用シリンダーのＡ配管    １２・・・傾斜用シリンダーのＢ配管
１３・・・ロック用油圧シリンダー      １４・・・ロック用ピストン
１５・・・ロック用ピストンの爪        １６・・・ロック用ピストン用バネ
１７・・・ロック用シリンダーのＣ配管  １８・・・発電機
１９・・・発電機の継鉄胴部            ２０・・・発電子
２１・・・界磁界                      ２２・・・発電子と風車との共用連結軸
２３・・・共用連結軸の中空孔          ２４・・・発電子用ベアリング
２５・・・整流子                      ２６・・・継鉄胴部の上部首振り軸
２７・・・継鉄胴部の下部首振り軸      ２８・・・支柱
２９・・・支柱上部の円環状枠          ３０・・・円環状枠の上部軸受
３１・・・円環状枠の下部軸受          ３２・・・油圧振れ止装置
３３・・・揺動仕切板                  ３４・・・油室
３５・・・油室の仕切壁                ３６・・・油移動用細孔
３７・・・細孔の流量調節用ボルト      ３８・・・引張用鋼線
３９・・・支柱上部の鋼線取付部        ４０・・・鋼線取付用杭
４１・・・制御弁                      ４２・・・制御弁のピストン
４３・・・背圧保持弁                  ４４・・・Ｄ配管
４５・・・Ｅ配管                      ４６・・・Ｆ配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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