(57)【要約】本発明は、風力タービンのブレード制御のための装置に関するものである。本発明によれば、各ブレード（７）は、一定のロータスピードを維持する間は、風に対するブレード（７）の仰角を変更し、且つ、必要な電力を選択するために、又は、あらかじめ決められた回転スピードを超えた時には、ブレード（７）を止めるために、その縦軸回りにブレードを回転させることができる手段と連結されている。本発明は、上記回転手段が、電子的に速度変化する電気モータ（１１）と、標準的な水力回路（１）に含まれる水力ポンプ／モータ（１０）と、制御手段（１２）と、有することを特徴としている。制御手段（１２）は、電力供給がある場合には、電力モータ（１１）と水力ポンプ／モータ（１０）とを使用してブレード（７）を回転させ、電力供給が無い場合には、緊急／安全制御モジュール（４）と緊急／安全水力アキュムレータ（５）と、のみを使用してブレード（７）を回転させるようになっている。
2009526164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力タービンのブレードを制御するための装置であって、
各ブレード（７）は、一定のロータスピードを維持する間は、風に対するブレード（７）の仰角を変更し、且つ、必要な電力をそれぞれ選択できる操作をもたらすように、その縦軸回りにブレードを回転させることができ、又は、あらかじめ決められた回転スピードを超えた時には、ブレード（７）の動きを止める、回転手段と、連結されており、
前記回転手段は、安全／緊急制御モジュール（４）を有する、水力回路（１）と、安全／緊急水力アキュムレータ（５）と、縦軸回りにブレード（７）を回転させるためのアクチュエータと、を備えており、
前記回転手段が、
その速度が電子的に調整される（１２）、変速電気モータ（１１）と、
水力ポンプモータ（１０）と、
電力供給がある場合には、電気モータ（１１）及び水力ポンプモータ（１０）を用いて、ブレード（７）を回転させるための、及び、電力供給が無い場合には、安全／緊急制御モジュール（４）及び安全／緊急水力アキュムレータ（５）のみ、を使用して、ブレード（７）を回転させるための、制御手段（１２）と、を更に備えていることを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記回転手段の水力回路に含まれているアクチュエータが、デュアルチャンバーシリンダー（６ａ）、トリプルチャンバーシリンダー（６ａ）、回転アクチュエータ（６ｂ）、及び、減速装置（６ｄ）を備えた水力モータ（６ｃ）、から選定されることを特徴とする、請求項１記載の風力タービンのブレードを制御するための装置。
【請求項３】
電気モータ（１１）が、両方向に作動でき、
水力ポンプモータ（１０）が、低回転で圧力を維持するタイプのものであり、必要な位置にブレードを配置するよう、回転方向を反転できる、ことを特徴とする、請求項２記載の風力タービンのブレードを制御するための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一定のロータスピードを維持する間必要な電力を調整するために、又は、あらかじめ決められた回転速度を超えた時にブレードが動きを止めるようにするために、そして、電力性能及び風力タービンブレード制御機能を増加させるために、風に関して前記ブレードの迎角を修正できる、風力タービンの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風力タービンは、風力から電力を作り出す装置として、その技術水準において、知られており、この効果のために、その回転により、電力が得られるロータを作動させる、正面側のブレード、を有する支持構造物を備えている。これを行うために、風力タービンは、ブレードが吹き込んでくる風に面し、そして、ロータを回転させるように、風の方向に向いている。
【０００３】
加えて、ロータの回転数及び風力タービンによる供給電力も、望ましい電力を得るこの手段において、風に対して、より多くの、又は、より少ない、表面を示すことで、風に関する各ブレードの仰角を調整するシステムを通して、調整されることができる。
【０００４】
更に、このシステムは、ロータが暴走スピードに至らないようにするのに使用される。ロータがあらかじめ決められた回転スピードを超えるとき、各ブレードは、風向に平行になるよう傾斜した位置（旗位置）で、その縦軸に対して回転し、風力タービンが損傷するのを防止するよう、止まる（空力ブレーキが作動する）ようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この意味で、ブレードの仰角を制御するシステムには、２つの大きなグループが存在する。第１のシステムグループは、スピードがプラネタリレジューサによって調整される電気モータの手段によって、ブレードが作動される、電気機械システムを備えている。このシステムは、高性能でブレード直接制御という、相当の利点を有している。しかし、例えば、バッテリ及び／又はコンデンサとして、電力アキュムレータ装置を含む安全システムを必要とし、緊急時のブレード作動スピードの制御性が低い、という不利な点を有している。第２のシステムグループは、電力が無い場合でも、ブレード回転機能を作動させるのに使用される、水力アキュムレータを有している、水力システムを含み、緊急時のブレード回転速度の制御性が高い、電気水力システムによって構成されている。しかしながら、これらのシステムは、サーボ制御メカニズムによって、性能効率を失うという不利な点がある。この性能の損失は、力の一部がシステムを加熱する熱に変換されることによるものであり、加えて、オレオハイドロリックオイルの高度なろ過を必要とする。
【０００６】
そのため、両システムは、それらに必要とされるものに応じ、利点及び不利な点を有している。
【０００７】
両システムの利点を合わせ持ち、両システムの各々の不利な点を回避している、システムは存在していない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記不利な点を解決するために、本発明では、風力タービンのブレードを制御する装置を開発した。本装置においては、従来装置と同様に、各ブレードは、個々のブレードの仰角を修正するように、そして、一定のロータスピードを維持する間、必要電力を維持し、選定するのを可能とするように、又は、あらかじめ決められた回転速度を超えるときには、ブレードを止めるように、縦軸回りに回転手段と個々に関連している。回転手段は、ブレードの回転に影響する、安全／緊急水力アキュムレータ及びアクチュエータを有する安全／緊急制御を備えた、水力システムによって備えられている。本システムはまた、回転手段が、そのスピードが電子的に調整される電気モータと、水力ポンプモータと、制御手段と、を備えていることを特徴とする、新しい機能を提供する。本制御手段は、電力が得られる時には、電気モータと水力ポンプモータの手段により、ブレードを回転させるようになっており、電力供給が無い時には、安全／緊急制御モジュール及び安全／緊急水力アキュムレータ（電気モータは無し）を通してのみ、ブレードを回転させるようになっている。この方法において、この構成は、風力タービンに利用できる電力が無い時に、ブレードの仰角を管理するバッテリ及び／又はコンデンサのような、電気エネルギーのアキュムレータを必要としないという、有利な利点を提供する。
【０００９】
本発明に記載された構成は、電気機械システム及び電気水力システムの欠点を解消し、両システムの利点を活かすために、風力タービンの既知のブレード制御技術と、既に背景技術に記載した電気機械及び電気水力システムと、を結合したものである。その結果、本発明の装置は、緊急事態の間、作動スピードを高度に制御する、水力アキュムレータを備えた、コンパクトなアセンブリによる高性能で適用性あるシステム及び安全なシステムを提供する。
【００１０】
回転手段のための水力アクチュエータは、デュアルチャンバーシリンダー、トリプルチャンバーシリンダー、回転アクチュエータ、及び、減速装置を備えた水力モータ、から選定される。
【００１１】
更に、水力ポンプモータは、低回転で圧力を維持するタイプのものであり、望ましい位置にブレードを配置するよう回転方向を反転できるものである。
【００１２】
水力ポンプモータ及び対応するアクチュエータは、電力移送の制限を引き起こさず、したがって、電力伝送において損失を生じさせない。その結果、安全を可能とする水力アキュムレータ及び緊急制御を、余剰な要素を蓄積する、コンフリクティブバッテリ及び／又はコンデンサ電力を製造することで、対応する伝送ラインに組み込むことが可能となっている。
【００１３】
以下の項では、この記述的なレポートの統合的な部分として、図示され、本発明の目的を制限せず、そして、そこに含まれている文書による概念の理解を容易とすることを目的とする、一連の図を含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下は、添付図に基づいた本発明の記載である。
【００１５】
本発明の装置の機能は、風に対して、縦軸に平行なブレードの回転を規定することによって、風力タービンのブレードの仰角を制御することである。
【００１６】
本装置は、風力タービンのブレードの一つ一つにおいて同じであるので、１つのブレードのみが、種々の実施形態の例を図示するのに使用される。好ましい実施形態によれば、風力タービンは、３つのブレード７を有している。
【００１７】
図１で示された例は、スプロケット９と一体になったブレード７の下端である。スプロケット９は、その動きが、水力回路１により規定されており、図１における、デュアル又はトリプル水力シリンダーの水力アクチュエータ６ａによってより具体的になっている、ジッパー８と係合している。
【００１８】
水力回路１はまた、水力回路における、適切なレベル（液面）を維持するための、対応する付属プレフィルグループ３と接続されている、プレフィル制御２を組み込んでいる。
これは、このタイプの水力回路で従来行われてきたものであり、したがって、更なる説明は不要である。
【００１９】
同じように、水力回路１は、安全／緊急水力アキュムレータ５と接続された、従来の安全／緊急制御モジュール４を備えている。
【００２０】
本発明の革新的な点は、制御回路１２によって規定される可変速電気モータ１１と交代で接続された、組み込まれた水力ポンプモータ１０を有することにある。
【００２１】
この構成によって、風力タービンに電力供給が行われ、ブレード７のそれぞれの仰角は、その回転が制御回路１２によって規定されている、電気モータ１１の作動によって制御され、ブレード７の仰角を修正するデュアル又はトリプルチャンバーシリンダーの作動により、水力回路１から水力ポンプモータ１０に移動する、電気モータ１１から、急な速度変化への対応を得るようになっている。
【００２２】
水力ポンプモータ１０とデュアル又はトリプルチャンバーシリンダー６ａとの間の静力学伝送は、移送制限を示さず、その結果、伝送電力の損失を生じない。そして、バッテリ及び／又はコンデンサのような電気アキュムレータの使用を不要とする、安全／緊急水力アキュムレータ５と一緒に、伝送ラインに組み込まれた、安全／緊急制御モジュール４を、交代で組み込むことを可能とする。
【００２３】
風力タービンに電力供給が得られず（緊急事態）、ブレード７の仰角を風（旗位置）に対して変更しなければならない時は、デュアル又はトリプルシリンダーは、安全／緊急制御モジュール４及び緊急水力アキュムレータ５の手段によって作動され、そして、電気モータ１１及び水力ポンプモータ１０による代わりに、安全／緊急制御モジュール４及び緊急水力アキュムレータ５によって、動くようになる。
【００２４】
風に対するブレード７の仰角の変化は、ロータスピードが一定である間は、その時々で必要な電力を選定することにより行われ、又、あらかじめ決められたロータスピードを超えた時には、ロータを止めるようにする。そしてこのようなケースでは、ブレード７が止まるよう、風向に対して平行な位置（旗位置又はセロ位置）になるまで、ブレード７は縦軸を中心に回転させるようにする。風速が適切な速度まで減速した後は、ブレードは再び風に面する位置に配置され、水力ポンプモータ１０が電気モータ１１と同様の手段で回転方向を反転させることができるような状況となる。
【００２５】
更に、水力ポンプモータ１０は、ブレード７の好ましい回転におけるより良い制御を得るために、低回転で圧力を維持できるタイプのものである。
【００２６】
図２は、図１に示された実施形態と異なるが、完全に同等な例を示している。１つの違いは、水力回路１に組み込まれた水力アクチュエータが、ブレード７を縦軸回りに回転させるようにする、回転アクチュエータ６ｂによって構成され、前例で記載された手段において、水力ポンプモータ１０の作動によって、そのすべてが規定される、ということである。
【００２７】
図３は、前図に示された例と同等の、異なる実施形態を示している。このケースの違いは、使用される水力アクチュエータが、縦軸回りにブレード７の角運動を生じさせるために、減速装置６ｄに接続されている、水力モータ６ｃによって構成されていることである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】使用されるアクチュエータが、デュアル又はトリプルチャンバーシリンダーである、本発明の１実施形態の実例の概要を示している。
【図２】使用されるアクチュエータが、水力回転タイプのアクチュエータである、本発明の１実施形態の実例の概要を示している。
【図３】使用されるアクチュエータが、減速装置を備えた、水力回転タイプのアクチュエータである、本発明の１実施形態の実例の概要を示している。
【図１】
2009526164.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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