(57)【要約】      （修正有）【課題】ブレードハブに内蔵するサーバーとコンピューターがなくても、ブレードの非定常加速状態を縮小でき、ブレードの起動加速過程中に最良の迎角を維持できるようにする。また、定常回転に入ると最大迎角の運転ができ、過回転になったときにストール制御より、ブレードのスラーストを低減するので、ブレードと風力発電機自身の損傷から保護する。【解決手段】ブレードピッチ制御機構の風力発電機の応用には、遠心装置１１０が遠心力の大きさによって、風力発電機のブレードピッチ角を変更し、さらに、起動加速過程中に最良の迎角を維持して、定常回転に入ると最大迎角の運転ができる、過回転になったらストール制御より、ブレード１０４のスラーストを低減する。【選択図】図２
2010127278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレードピッチ制御機構であって、その構造は、少なくとも、
１つの遠心装置と；
１つのブレードピッチ可変装置から構成され、前記ブレードピッチ可変装置は、少なくとも、
１つの制御盤、該制御盤には、間隔設置の複数の上げる部材と、複数の押さえ部材を具備し、と；
１つの設置盤、該設置盤が前記制御盤の下におり、該設置盤の構造は、複数の設置部を設け、個々で、複数のブレード回転軸を保持し、毎１つの設置部が、対称隣の前記上げる部材と、前記押さえ部材の間に設け、かつ、前記設置盤に、複数の穿孔を設け、前記上げる部材と押さえ部材の往来自在空間を与え、前記ブレード回転軸には、１つのボルトを備え、該ボルトには、第１端部と第２端部があり、と；
１つの第１ばね、前記制御盤と前記設置盤の間に、挟み設けており、該第１ばねが、遠心装置と、制御盤の対称的表面へ、向かい合って、押さえつけており、と；
複数の第２ばね、該毎１つの第２ばねは、第１端部が設置盤の上に接合設置し、第２端部が前記ボルトの第１端部に引き掛け、と；
複数の調整部材、個々で、前記ボルトの第１端部の下を押さえあって、前記制御盤がプリセットの第１高さに上昇したときに、前記上げる部材が、対応のボルトの第１端部を上げ、前記制御盤がプリセットの第２高さに下降したときに、前記押さえ部材が、対応のボルトの第２端部を押さえることにより構成されることを特徴とするブレードピッチ制御機構。
【請求項２】
前記遠心装置の構造は、少なくとも、
１つの遠心盤、複数のレールを具備し、と；
複数のベアリングバー、対応の前記レールの中に設け、該ベアリングバーが、対応のレールのなかに転がすことを特徴とする請求項１に記載のブレードピッチ制御機構。
【請求項３】
前記上げる部材は、C形型で、前記ボルトの第１端部が、該上げる部材の中におけることを特徴とする請求項１に記載のブレードピッチ制御機構。
【請求項４】
前記押さえ部材は、逆L形型であることを特徴とする請求項１に記載のブレードピッチ制御機構。
【請求項５】
前記設置部は、隣接両側に穿孔を設けておることを特徴とする請求項１に記載のブレードピッチ制御機構。
【請求項６】
前記調整部材は、細目ねじロッドであることを特徴とする請求項１に記載のブレードピッチ制御機構。
【請求項７】
前記調整部材は、第２ばねの中に穿設しておることを特徴とする請求項１に記載のブレードピッチ制御機構。
【請求項８】
前記ブレードピッチ制御機構は、少なくとも、１つの保持軸を有し、該保持軸が、前記遠心装置と、前記制御盤と、前記第１ばねと、前記設置盤の中に穿設することを特徴とする請求項１に記載のブレードピッチ制御機構。
【請求項９】
風力発電機であって、その構造は、少なくとも、
複数のブレード、毎１つのブレードには、１つの回転軸を有し、毎１つの回転軸に、１つのボルトを設け、毎１つのボルトに第１端部と第２端部を具備し、と；
１つのブレードピッチ制御機構と構成され、前記ブレードピッチ制御機構の構造は、少なくとも、
１つの遠心装置と；
１つのブレードピッチ可変装置から構成され、前記ブレードピッチ可変装置は、少なくとも、
１つの制御盤、該制御盤には、間隔設置の複数の上げる部材と、複数の押さえ部材を具備し、と；
１つの設置盤、該設置盤が前記制御盤の下におり、該設置盤の構造は、複数の設置部を設け、個々で、複数のブレード回転軸を保持し、毎１つの設置部が、対称隣の前記上げる部材と、前記押さえ部材の間に設け、かつ、前記設置盤に、複数の穿孔を設け、前記上げる部材と押さえ部材の往来自在空間を与え、と；
１つの第１ばね、前記制御盤と前記設置盤の間に、挟み設けており、該第１ばねが、遠心装置と、制御盤の対称的表面へ、向かい合って、押さえつけており；と
複数の第２ばね、該毎１つの第２ばねは、第１端部が設置盤の上に接合設置し、第２端部が前記ボルトの第１端部に引き掛け、と；
複数の調整部材、個々で、前記ボルトの第１端部の下を押さえあって、前記制御盤がプリセットの第１高さに上昇したときに、前記上げる部材が、対応のボルトの第１端部を上げ、前記制御盤がプリセットの第２高さに下降したときに、前記押さえ部材が、対応のボルトの第２端部を押さえることにより構成されることを特徴とする風力発電機。
【請求項１０】
前記遠心装置の構造は、少なくとも、
１つの遠心盤、複数のレールを具備し、と；
複数のベアリングバー、対応の前記レールの中に設け、該ベアリングバーが、対応のレールのなかに転がすことにより構成されることを特徴とする請求項９に記載の風力発電機。
【請求項１１】
前記上げる部材は、C形型で、前記ボルトの第１端部が、該上げる部材の中におけることを特徴とする請求項９に記載のブレードピッチ制御機構。
【請求項１２】
前記押さえ部材は、逆L形型であることを特徴とする請求項９に記載のブレードピッチ制御機構。
【請求項１３】
前記設置部は、隣接両側に穿孔を設けておることを特徴とする請求項９に記載のブレードピッチ制御機構。
【請求項１４】
前記調整部材は、細目ねじロッドであることを特徴とする請求項９に記載のブレードピッチ制御機構。
【請求項１５】
前記調整部材は、第２ばねの中に穿設しておることを特徴とする請求項９に記載のブレードピッチ制御機構。
【請求項１６】
前記ブレードピッチ制御機構は、少なくとも、１つの保持軸を有し、該保持軸が、前記遠心装置と、前記制御盤と、前記第１ばねと、前記設置盤の中に穿設することを特徴とする請求項９に記載のブレードピッチ制御機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発電機の制御機構に関し、特に、ブレードピッチ制御機構およびその風力発電機の応用に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来に大型風力発電機のブレードピッチ制御機構は、ブレードハブに内蔵されたサーバーとコンピューターより制御を行って、非定常加速状態を縮小し、定常発電期間に、ブレードピッチ角を微調整して、ブレードのストールまで、最大の迎角を行う。過大な風速に臨むときには、ブレードピッチ角の調整で、ブレードをストールされ、風力発電機へ過大な風速から被害を生じないことを図れる.
しかしながら、体積と、重量と、経済効率と、コストなどの問題に制限され、小型の風力発電機には、このようなサーバーとコンピューター機構とは、適合できない。でも、小型風力発電機には、同じく、非定常加速と過回転保護の挑戦から逃すことができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、前述公知のブレードピッチ制御機構の使用上の欠点を改善するブレードピッチ制御機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のブレードピッチ制御機構の風力発電機の応用には、遠心装置が遠心力の大きさによって、下方のブレードピッチ可変装置の押さえ工程を変更するから、風力発電機のブレードピッチ角を変更し、さらに、起動加速過程中に最良の迎角を維持して、定常回転に入ると最大迎角の運転ができる、過回転になったらストール制御より、ブレードのスラーストを低減する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明により、ブレードハブに内蔵するサーバーとコンピューターがなくても、以下の効果を達することができる。
１．ブレードの非定常加速状態を縮小できる。
２．ブレードの起動加速過程中に最良の迎角を維持できる。
３．定常回転に入ると最大迎角の運転ができる。
４．過回転になったときにストール制御より、ブレードのスラーストを低減するで、ブレードと風力発電機自身の損傷から保護できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明のブレードピッチ制御機構の風力発電機の応用には、遠心装置が遠心力の大きさによって、下方のブレードピッチ可変装置の押さえ工程を変更するから、風力発電機のブレードピッチ角を変更し、さらに、起動加速過程中に最良の迎角を維持して、定常回転に入ると最大迎角の運転ができる、過回転になったらストール制御より、ブレードのスラーストを低減する。
【実施例】
【０００７】
図１a，１b，１c，１dに、本発明の実施例より風力発電機の斜視図、側面図、底面図、上面図を開示する。図面によれば、この実施例による風力発電機１００の構造は、ブレードピッチ制御機構１０２と、３つのブレード１０４で構成される。
図２に、本発明の実施例より風力発電機の組立系統図を示す、図面によれば、ブレード１０４には、回転軸１２６を有し、回転軸１２６に横向け穿設されのボルト１２８を具備し、ボルト１２８には、回転軸１２６の向かい合った両側に端部部１５６，１５８を設けておる。ブレードピッチ制御機構１０２には、遠心装置１１０と、ブレードピッチ可変装置１２２を備え、ブレードピッチ可変装置１２２は、遠心装置１１０の下方に設置しておる。
図２，３a，３bに、本実施例の遠心装置の組立系統図、上面図、側面図を開示する。図２によれば、遠心装置１１０には、遠心盤１０６と、複数のベアリングバー１０８を具備する。図３aに示されたように、遠心盤１０６の内側面に複数のレール１４２を設けており、該複数のレール１４２は、対称的で、同心円放射状に設置する。ベアリングバー１０８は、遠心盤１０６のレール１４２の中に設け、対応のレール１４２の中に転がすとなる。図３a，３bに示されたように、レール１４２は、遠心盤１０６の中心から外側まで、略下方向け斜めの構造で設けておる。遠心装置１１０が回転とすれば、ベアリングバー１０８が、下方のブレードピッチ可変装置１２２に下向け押圧力を提供する。本実施例の遠心盤１０６は例えば滑車盤（Pulley Disk）でよい。図３aに示されたように、遠心盤１０６の中央区域に穿孔１４０を設けて、全装置の組み立てに役に立つ。
図２に示されたように、ブレードピッチ可変装置１２２は、遠心装置１１０の下方に設けており、ブレードピッチ可変装置１２２の構造は、制御盤１１２と、設置盤１２０と、第１ばね１１４と、複数の第２ばね１１６と、複数の調整部材１１８で構成される。図４a，４bに示されたように、制御盤１１２には、対称的表面１６０と表面１６２を有し、制御盤の表面１６２の上に、複数の上げる部材１４６と複数の押さえ部材１４８を設けており、該上げる部材１４６と押さえ部材１４８の数が、ブレード１０４の数と一致するのは良い。本実施例に、上げる部材１４６と押さえ部材１４８を、合い間隔設置し、かつ、図１aに示されたように、毎１つのブレード１０４に、１つの上げる部材１４６と、１つの押さえ部材１４８を配置する。図４a，４bに示されたように、毎１つの上げる部材１４６に、上げる部１５０を有し、毎１つの押さえ部材１４８に、押さえ部１５２を有する。図４a，４bに示されたように、上げる部材１４６の外形はC型で、押さえ部材１４８の外形は逆L型で良い。図４a，４bに示されたように、制御盤１１３には、穿孔１３８を有し、制御盤の表面１６０と表面１６２を貫通し、全装置の組み合わせの為になる。図４bに示されたように、制御盤１１２には、選択的に抵抗部１５４を含み、抵抗部１５４を制御盤１１２の表面１６２の下に設け、図２に示されたように、第１ばね１１４の下方からの抵抗の為となる。
図２に示されたように、設置盤１２０は、制御盤１１２の下方に設けておる。図５a，５bに、設置盤１２０の斜視図と上面図を開示する。図面によれば、設置盤１２０には、複数の設置部１３０を有し、該設置部１３０の数は、ブレード１０４の数と一致し、個々に、ブレード１０４の回転軸１２６を取り付けておる。図１aにも示されたように、設置盤１２０は、制御盤１１２の下方におり、毎１つの設置部１３０は、制御盤１１２の対称的上げる部材１４６と、押さえ部材１４８の間に、取り付ける。図１a，５aに示されたように、毎１つの設置部には、２つの保持部１６８を有し、該保持部１６８らが、設置盤１２０の表面に立設し、毎１つの保持部１６８には、貫通する開孔１３２を設け、ブレード１０４の回転軸を穿設し、回転するとなる。なお、図５a，５bに示されたように、毎１つの設置部には、対称的両側に個々の穿孔１４４を設け、両側の上げる部材１４６と押さえ部材１４８の往来自在空間を与える。また、設置盤１２０の中央区域に、穿孔１３６を中央に貫通して設け、本実施例の機構の組み合わせの為となる。さらに、図２，５aに示されたように、設置盤１２０には、選択的に、複数の固定孔１３４を設け、図６に示されたような調整部材１１８を配置し、該固定孔１３４の数はブレード１０４の数と一致して、毎固定孔１３４は、設置部１３０の同じ側の隣に設ける方が良い。
図２，４bに示されたように、第１ばね１１４は、制御盤１１２の表面１６２の下に設置され、該第１ばね１１４の１端部は、制御盤１１２の抵抗部１５４のしたに当たってが良い。ブレードピッチ可変装置１２２には、第１ばね１１４が、制御盤１１２の表面１６２と設置盤１２０の間に、挟まれ設け、かつ、遠心装置１１０は、制御盤１１２の表面１６０の上に押さえ与え、さらに、第１ばね１１４は、制御盤１１２の表面１６２に押さえ与え、よって、制御盤１１２の上下移動は、上方の遠心装置１１０と、下方の第１ばね１１４の制限になる。
図２に示されたように、調整部材１１８の数は、ブレード１０４の数と一致するが良い。該調整部材１１８らは、その１端が、個々、設置盤１２０の固定孔１３４に穿設固定され、別の１端が、突出して、設置盤１２０の隣接の設置部１３０の１側に、設ける。図６に示されたように、調整部材１１８は、細目ねじロッドで良い。図２に示されたように、第２ばね１１６の数は、ブレード１０４の数と一致する。図１a，２に示されたように、ブレード１０４の回転軸１２６が、設置盤１２０の対応設置部１３０に設け、ブレード１０４の回転軸１２６のボルト１２８の１端部１５８が、押さえ部材１４８の押さえ部１５２の下方に位置し、該ボルト１２８の別端部１５６が、上げる部材１４６の中に位置し、例えば、C型の上げる部材１４６には、別端部１５６は、上げる部１５０の上方に位置する。図１a，７に示されたように、第２ばね１１６の１端部１６４が、設置盤１２０の上に、接合固定され、第２ばね１１６の１端部１６６が、ブレード１０４のボルト１２８の１端部１５６に引っ掛ける。なお、調整部材１１８が、設置部１３０の傍の、ブレード１０４のボルト１２８の１端部１５６の下方に位置し、ボルト１２８の１端部１５６に、与え抵抗する。この実施例に、該調整部材１１８が、対応な第２ばね１１６の中に穿設して良い。図１aに示されたように、調整部材１１８と第２ばねに通じて、有効的ブレード１０４のボルト１２８を定位できる、該調整部材１１８と第２ばね１１６の組み合わせで、ブレード１０４の定常状態の固定ピッチ角を維持する力を提供する。また、調整部材１１８の設置盤上の突出高さの改変より、ボルト１２８を転向し、回転軸１２６の転向を連動し、ブレード１０４のピッチ角を調整する効果を達することになる。
図２に示されたように、本実施例のブレードピッチ制御機構１０２に、保持軸１２４を有し、該保持軸１２４が、遠心装置１１０と、ブレードピッチ可変装置１２２の制御盤１１２と、第１ばね１１４と、設置盤１２０の中に穿設し、遠心装置１１０と、ブレードピッチ可変装置１２２を組み合わせができるとなる。
図８aに、本実施例の風力発電機のブレードピッチ制御機構の非定常加速過程の装置を開示する。図面によれば、図１aの風力発電機１００が回転始まれば、ブレードピッチ制御機構１０２の遠心装置１１０のベアリングバー１０８は、回転から発生され遠心力より、遠心盤１０６のレール１４２に沿って、外向いて移動する。この時、遠心盤１０６の中央から、外向いて、下へ斜め向けのレール１４２の造形の影響で、ベアリングバー１０８も降下し、ブレードピッチ可変装置１２２の制御盤１１２の表面１６０に下向けの推力を与える。それと同時に、第１ばね１１４が、制御盤１１２の表面１６２へ、上向けの弾力を与え、ベアリングバー１０８の外向け移動を阻止し、よって、ブレードピッチ制御機構１０２が、動態平衡に達することになる。第１ばねの制御盤１１２に与える弾力が、制御盤１１２を上げって、制御盤が装置のプリセットの高さに達と、制御盤１１２の上げる部材１４６の上げる部１５０が、その上の対応ボルト１２８の１端部１５６を上げる。そうすれば、ボルト１２８を反時計方向に回転され、連動して、回転軸１２６も反時計方向に回転され、さらに、ブレード１０４もある角度で、反時計方向に回転され、ブレード１０４のピッチ角を改変する効果を達する。よって、ブレード１０４が、非定常加速過程中に、最良な迎角を維持できるので、風力発電機１００の非定常加速時間を、短縮することができる。
図８bに、本実施例の風力発電機のブレードピッチ制御機構の定常運転時の装置を開示する。図面によれば、図１aの風力発電機１００が定常運転時には、ブレードピッチ制御機構１０２のブレードピッチ可変装置１２２の制御盤１１２は、ブレード１０４のボルト１２８と直接に接触していない、即ち、制御盤１１２の上げる部材１４６の上げる部１５０は、ボルト１２８と接触していない。ならば、ブレード１０４のボルト１２８が、第２ばね１１６と調整部材１１８で定位されるので、ブレード１０４が、プリセットのピッチ角で、最大な迎角での運転ができる。
図８cに、本実施例の風力発電機のブレードピッチ制御機構の過回転保護時の装置を開示する。通常には、風力発電機１００が定常運転になっておるが、風速が持続に増加すれば、過速さの回転となれば、ブレード１０４、ましては、風力発電機１００自身にも損害を与えられることになり、その場合になた時に、減速する必要がある。図面によれば、風力発電機１００が過回転状態になったときには、高速回転より発生した過大な遠心力が、ベアリングバー１０８を、大幅に、ブレードピッチ可変装置１２２の制御盤１１２へ、押さえあってので、制御盤１１２が大幅に下向け移動となる。制御盤１１２が、プリセットのある高さに、下降すると、制御盤１１２の下方の押圧部材１４８の押圧部１５２が、ブレード１０４のボルト１２８の１端部１５８に、下向け押圧し、よって、ブレード１０４の回転軸１２６が、再度反時計方向に回転し、連動して、ブレード１０４も反時計方向に回転し、ブレード１０４を負迎角させ、さらに、ブレード１０４がストール状態に落ち、ブレード１０４と発電機１００の保護効果を達することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１ａ】本発明の実施例の斜視図である。
【図１ｂ】本発明の実施例の側面図である。
【図１ｃ】本発明の実施例の底面図である。
【図１ｄ】本発明の実施例の上面図である。
【図２】本発明の実施例の組立系統図である。
【図３ａ】本発明の実施例の遠心盤の上面図である。
【図３ｂ】本発明の実施例の遠心盤の側面図である。
【図４ａ】本発明の実施例のブレードピッチ可変装置の制御盤の斜視図である。
【図４ｂ】本発明の実施例のブレードピッチ可変装置の制御盤の反転側面図である。
【図５ａ】本発明の実施例のブレードピッチ可変装置の設置盤の斜視図である。
【図５ｂ】本発明の実施例のブレードピッチ可変装置の設置盤の上面図である。
【図６】本発明の実施例のブレードピッチ可変装置の調整部材の側面図である。
【図７】本発明の実施例のブレードピッチ可変装置のばねの側面図である。
【図８ａ】本発明の実施例のブレードピッチ制御機構の非定常加速過程の装置説明図である。
【図８ｂ】本発明の実施例のブレードピッチ制御機構の定常運転時の装置説明図である。
【図８ｃ】本発明の実施例のブレードピッチ制御機構の過回転保護時の装置説明図である。
【符号の説明】
【０００９】
１００        風力発電機
１０２        ブレードピッチ制御機構
１０４        ブレード
１０６        遠心盤
１０８        ベアリングバー
１１０        遠心装置
１１２        制御盤
１１４        第１ばね
１１６        第２ばね
１１８        調整部材
１２０        設置盤
１２２        ブレードピッチ可変装置
１２４        保持軸
１２６        回転軸
１２８        ボルト
１３０        設置部
１３２        開孔
１３４        固定孔
１３６        穿孔
１３８        穿孔
１４０        穿孔
１４２        レール
１４４        穿孔
１４６        上げ部材
１４８        押さえ部材
１５０        上げ部
１５２        押さえ部
１５４        抵抗部
１５６        端部
１５８        端部
１６０        表面
１６２        表面
１６４        端部
１６６        端部
１６８        保持部
【図１ａ】
2010127278.tif 000003
【図１ｂ】
2010127278.tif 000004
【図１ｃ】
2010127278.tif 000005
【図１ｄ】
2010127278.tif 000006
【図２】
2010127278.tif 000007
【図３ａ】
2010127278.tif 000008
【図３ｂ】
2010127278.tif 000009
【図４ａ】
2010127278.tif 000010
【図４ｂ】
2010127278.tif 000011
【図５ａ】
2010127278.tif 000012
【図５ｂ】
2010127278.tif 000013
【図６】
2010127278.tif 000014
【図７】
2010127278.tif 000015
【図８ａ】
2010127278.tif 000016
【図８ｂ】
2010127278.tif 000017
【図８ｃ】
2010127278.tif 000018