(57)【要約】  【課題】受風面積が一定であるブレードは、強風時に高速回転しブレード等を破損しブレードが飛散すると危険であり又、ブレードのピッチを可変とするための複雑な装置をブレード軸に連結している。  【解決手段】  主ブレード１の空胴部に、ブレード軸４とアーム軸５を対向させ且、回動可能に装着して各々の基端を空胴部から突出させ、アーム軸に取り付けたアーム６端にフラップ２を枢着し、アームを空胴部に設けた開口３から出没させ、ガバナ７の取付け用円盤８と対面するブレード取付け用ハブ１０の周縁部に放射状に取り付けた筒体１２にブレード軸を回動可能に装着し、ブレード軸の基端部を筒体から求心方向へ突出させ、その突出部に扇形ギヤ１３を嵌着し、扇形ギヤをガバナ取付け用円盤に形成したベベルギヤ６と噛合させ、筒体の遠心方向の突出部にインナーギヤ１６を嵌着し、アーム軸の突出部に嵌着しているギヤ１７と噛合させた風車。  【選択図】  図４
2006009711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主ブレードに形成される空胴部にブレード軸を回動可能に装着し、かつ、ブレード軸の基端を空胴部から突出させ、ブレード軸と対向してアーム軸を空胴部に回動可能に装着し、かつ、アーム軸の基端を空胴部から突出させると共に、空胴部に開口を設け、アーム軸にアームを取り付けてアーム端にフラップを枢着し、主ブレードとフラップとから構成されるブレードのブレード軸の基端を、ガバナを取り付けたガバナ取付け用円盤と対面するブレード取付け用ハブの周縁部に放射状に取り付けている筒体に回動可能に取り付け、ブレード軸の基端部を筒体から求心方向へ突出させ、その突出部に扇形ギヤを嵌着し、扇形ギヤをガバナ取付け用円盤に形成したベベルギヤと噛合させ、筒体の遠心方向の突出部にインナーギヤを嵌着し、アーム軸の突出部に嵌着しているギヤと噛合させて成る風力発電機用ブレード。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は風力発電機の風車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の風力発電機のブレード（風車）は、複数葉のブレードをハブを介して発電機軸に放射状に取り付けている。しかしながら、各ブレードの構造は単葉式であつて受風面積は一定であり、（例えば、特許文献１参照。）
また、強風時にブレードが破損しないようにブレードのピッチを可変構造としているものもある。（例えば、特許文献２参照。）
【特許文献１】特開２００３−４２０５３号公報（図１）
【特許文献２】特開平７−４３４５号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ブレードの受風面積が一定である場合は、強風時に高速回転しブレードや機器を破損し、特にブレードが飛散すると危険であり、また、ブレードのピッチを可変とするための複雑な構造の装置をブレード軸に連結している。
【０００４】
解決しようとする問題点は、ブレード自体が単葉式であり風力の強弱に対応し受風面積を拡大縮小できる複葉式でないことにあり、本発明は、主ブレードに添設したフラップをガバナ（風力調速装置）の作用で出没させ、簡単な構造で受風効率を良くし、機器を破損しないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
主ブレード空胴部にブレード軸を回動可能に装着し、ブレード軸の基端を空胴部から突出させ、ブレード軸と対向してアーム軸を空胴部に回動可能に装着し、かつ、アーム軸の基端を空胴部から突出させると共に、空胴部に開口を設けてアーム軸を臨ませ、アーム軸にアームを取り付けてアーム端にフラップを枢着し、主ブレードとフラップとから構成されるブレード群のブレード軸を、円盤状のハブ周縁部に放射状に取り付けた筒体に、回動可能に装着し、前面にガバナを取り付け、背面の周縁部にベベルギヤを形成した円盤をハブ水平軸の前端に取り付け、ブレード軸の基端部に扇形ギヤを嵌着して該円盤のベベルギヤと噛合させると共に、筒体の遠心側の突出部にインナーギヤを嵌着し、アーム軸の突出端に嵌着したプレーンギヤと噛合させる。
【０００６】
地上等に設置される基台に筒状タワーを回転自在に立設し、タワーの上部に天板を取り付け、天板に軸受を設けてハブ水平軸を支承し、基台内に発電機を、タワー内に垂直な発電機軸をそれぞれ内蔵し、発電機軸の上部突出端にベベルギヤを嵌着し、ハブ水平軸の後部に嵌着したベベルギヤと噛合させ、タワーの上部に風向板を垂直方向へ取り付け、かつ補助ブレードを風向板に設けている円孔に回転自在に装着し、タワーを回転させる主スプロケットをタワーの下部に嵌着し、補助ブレードの中心軸と該主スプロケットを中間スプロケットを介在させてチェンを掛架した、ブレード群と一体の風向板が過剰に旋回するのを防止する装置は、出願人が先に特許出願に及んでいる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、主ブレードの片側または両側に添設したフラップを、ガバナの作用で風力に応じ主ブレードから出没させ、簡単な構造で受風効率を良くし、かつ、機器を破損せず、主ブレード及びフラップが飛散する危険がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は本発明を示す外観側面図、図２は同、正面図、図３はガバナを示す正面図、図４はガバナを取り付けた円盤の背面周縁部に形成しているベベルギヤに、主ブレードのブレード軸に取り付けた扇形ギヤを噛合させ、ブレード軸と対向するアーム軸を主ブレードの空胴部に回動可能に装着し、アームを取り付けたアーム軸の上端にプレーンギヤを嵌着し、ブレード軸の基端部を回動可能に装着する筒体に嵌着しているインナーギヤと、該プレーンギヤを噛合させている状態を示す要部切欠拡大背面図であり、
ブレードＢは、主ブレード１と主ブレード１に出没自在に添設するフラップ２とからなり、
主ブレード１は、骨組みリブ１ａを並列し外板１ｂを張設することにより空胴部を形成し、外板１ｂの一部を切欠いて開口３を設ける。
【０００９】
骨組みリブ１ａにブレード軸４を回動可能にに嵌挿し、ブレード軸４の基端を空胴部から突出させると共に、ブレード軸４と並列してアーム軸５を骨組みリブ１ａに回動可能にに嵌挿し、アーム軸５にアーム６を取り付け、その端部をフラップ２の裏面に枢着し、アーム６を開口３から出没させる。
【００１０】
風力の強弱に応じてブレードＢを適切な回転速度に保持する調速用ガバナ７を、ガバナ取付け用円盤８の前面側に配置し、その背面側の周縁部にベベルギヤ９を形成する。
【００１１】
ガバナ取付け用円盤８と、ガバナ取付け用円盤８に対面するブレード取付け用ハブ１０に回転軸１１を同軸に取り付け、ブレード取付け用ハブ１０の周縁部に、ブレード軸４の基端部を嵌挿する筒体１２を、遠心方向へ突出させて放射状に取り付ける。
【００１２】
ブレード軸４の基端部を筒体１２から求心方向へ突出させ、その突出部に扇形ギヤ１３を嵌着すると共に、ブレード軸４が筒体１０から脱落しないようにブレード軸４の突出部にブッシュ１４を被せ、ピン１５で止着する。
【００１３】
扇形ギヤ１３は、ガバナ取付け用円盤８に形成したベベルギヤ９と噛合し、調速用ガバナ７の作用で強風時にブレードＢが過回転しないよう調速する。
【００１４】
筒体１２の遠心方向の突出部にインナーギヤ１６を嵌着し、前記アーム軸５の突出部に嵌着しているプレーンギヤ１７と噛合させ、ブレード軸４の回動と同期してアーム６を揺動させる。
【００１５】
図９は主ブレード１の両面にフラップ２を出没自在に添設した、強風時から弱風時にかけてのフラップ２の動作を示す説明図であり、アーム６ａの中央部をアーム軸５に取り付け、アーム６ａの両端をフラップ２ａの裏面に枢着し、かつ、主ブレード１の前縁と後縁に、それぞれ補助アーム６ｂを枢着してフラップ２ａを安定良く主ブレード１の両面に添設している。
【００１６】
図３は調速用ガバナ７の正面図を示し、前記した回転軸１１にハブ１８を取り付け、ハブ１８に遠心力制御用のアーム部材１９を放射状に取り付け、かつ、アーム部材１９の先端にバランサ２０を付着すると共に、ハブ１８と、一部のアーム部材１９の先端間にわたり引張りコイルばね２１を弾支しており、風速が増してブレードＢの回転数が増すと、バランサ２０と引張りコイルばね２１の作用でガバナ取付け用円盤８と主ブレード１が過回転するのを抑止する。
【００１７】
ブレードＢが受風してブレード取付け用ハブ１０が回転すると、軸受２２で支承されている回転軸１１も共回転し、回転軸１１に嵌着したベベルギヤ２３と、発電機（図示せず）を内蔵している基台２４に旋回自在に立設したタワー２５内に挿通されている発電基軸２６の上部突出端にベベルギヤ２７を嵌着し、ベベルギヤ２３とベベルギヤ２７とを噛合させる発電機構と、
タワー２５の急激なヨー旋回抑制のため、タワー２５に風向板２８を取り付け、風向板２８に円孔を設けて補助ブレード２９を収容し、タワー２５の基部にギヤ３０を嵌着し、補助ブレード２９の軸に軸支したギヤ３１と該ギヤ３０を、中間ギヤ３２を介在させて噛合させる機構は、本発明の出願人が先に特許出願に及んだ特願２０００４ー１３９９４の機構と同一であるため詳説しない。
尚、図５から図８までは、主ブレード１の片側にフラップ２を出没自在に添設
し、強風時にはフラップ２が受風しないように主ブレード１に添って畳まれている状態から、弱風時にかけて順次にフラップ２が主ブレード１から離間してブレードＢの受風面積を拡大している状態を示している。
【００１８】
フラップの動作
１  図５は、主ブレード１と、主ブレード１の片側に設けられフラップ２が、強風時に受風面積を縮小するため、ガバナ７の作用とベベルギヤ９、扇形ギヤ１３、インナーギヤ１６及びプレーンギヤ１７の噛合によりで主ブレード１が風向きと平行する方向へ回動すると共に、アーム軸５の回動でアーム６が主ブレード１の外板１ｂに添うように折り畳まれた状態を示し、アーム６は開口３内へ収容されている。
２  図６は、風力が減少し始め、主ブレード１が風向きに対し受風角度を徐々に変更し始めており、ガバナ７の作用によるブレード軸４の回動に伴ってアーム軸５も回動し、アーム６が開口３から臨出しフラップ２が主ブレード１から離間し始めている状態を示している。
３  図７は、更に風力が減少したため、フラップ２が主ブレード１から離間している状態を示している。
４  図８は、弱風となり受風面積を最大限まで拡大するため、主ブレード１及びフラップ２の風向きに対する受風角度が変化している状態を示している。
５  図９は、主ブレード１の両面にフラップ２ａを、アーム軸６ａと補助アーム６ｂの連結によって取り付け、矢印のように、強風時から順次に弱風時に至るにつれてフラップ２ａが主ブレード１から離間していく状態の平面説明図であり、より受風面積が拡大し発電効率が向上する。
６  図１０は、主ブレード１の両面にフラップ２ａを、アーム軸６ａと補助アームを介し取り付けた状態を示す正面図であり、フラップ２ａが主ブレード１から離間し始め、主ブレード１及びフラップ２ａが受風角度を変化させている状態を示している。
７  図１１は、弱風のため主ブレード１及びフラップ２ａを最大限まで風向きに対面させる受風角度に変化させている状態を示している。
【００１９】
図１２は、図１１のＡ−Ａ線切断端面図であり、一方のフラップ２ａが弯曲し、かつ、主ブレード１との離間部から風を逃がしブレードＢがバタつかないようにしている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を示す外観側面図。
【図２】同、正面図。
【図３】ガバナを示す正面図。
【図４】本発明の要部を示す拡大背面図。
【図５】主ブレードの片側に設けられフラップが、強風時に受風面積を縮小するため主ブレードの開口へ収容されている状態を示す斜視図。
【図６】風力が減少し、フラップが主ブレードから徐々に離間し、かつ、主ブレード及びフラップの受風角度が変化している状態を示す斜視図。
【図７】更に風力が減少したため、フラップ２が主ブレード１から大きく離間している状態を示している。
【図８】弱風となり受風面積を最大限まで拡大するため、主ブレード１及びフラップ２の風向きに対する受風角度を変化させている状態を示している。
【図９】主ブレードの両面にフラップを出没自在に取り付け、強風時から順次に弱風時に至るにつれてフラップが主ブレード１から離間していく状態を示す平面説明図。
【図１０】主ブレードの両面にフラップを、アーム軸と補助アームを介し取り付けた状態を示す正面図。
【図１１】弱風のため主ブレード及びフラップを最大限まで風向きに対面させる受風角度に変化させている状態を示す斜視図。
【図１２】図１１のＡ−Ａ線切断端面図。
【符号の説明】
【００２１】
Ｂ  ブレード  １  主ブレード    ２、２ａ  フラップ    ３  開口
４  ブレード軸    ５  アーム軸    ６、６ａ  アーム    ６ｂ  補助アーム
７  ガバナ    ８  ガバナ取付け用円盤    ９、２３、２７  ベベルギヤ
１０  ブレード取付け用ハブ    １１  回転軸    １２  筒体    
１３  扇形ギヤ  １６  インナーギヤ    １７  プレーンギヤ  
【図１】
2006009711.tif 000003
【図２】
2006009711.tif 000004
【図３】
2006009711.tif 000005
【図４】
2006009711.tif 000006
【図５】
2006009711.tif 000007
【図６】
2006009711.tif 000008
【図７】
2006009711.tif 000009
【図８】
2006009711.tif 000010
【図９】
2006009711.tif 000011
【図１０】
2006009711.tif 000012
【図１１】
2006009711.tif 000013
【図１２】
2006009711.tif 000014