(57)【要約】【課題】通常の風力で効率良く回転し、強風時等に回転を抑え、通常の風力に戻るともとの効率良い回転を回復する、これを電気的な制御や人手によらずに、簡素な機構で実現できる水平軸型風車のブレーキシステムを提供する。【解決手段】羽根車２が回転軸線方向に移動可能に備えられると共に、羽根車２を風と対向する向きに付勢する付勢手段１１が備えられ、一定風速を越えると受けた風の力で羽根車２が付勢手段１１による付勢力に抗して回転軸線方向を風と同じ向きに移動し、一定風速以下になると羽根車２が付勢手段１１の付勢力で回転軸線方向を風と対向する向きに移動するようになされ、かつ、羽根車２が回転軸線方向を風と同じ向きに移動することで係合し合い、羽根車２の回転を減速するブレーキ手段１４，１５が備えられている。【選択図】　　　図１
2004124771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在でかつ回転軸線方向に移動できるように備えられた羽根車と、
羽根車を風と対向する向きに付勢する付勢手段と
が備えられ、
一定風速を越えると受けた風の力で羽根車が付勢手段による付勢力に抗して回転軸線方向を風と同じ向きに移動し、一定風速以下になると羽根車が付勢手段の付勢力で回転軸線方向を風と対向する向きに移動するようになされており、かつ、
羽根車が回転軸線方向を風と同じ向きに移動することによって係合し合い、羽根車の回転を減速するブレーキ手段が備えられていることを特徴とする水平軸型風車のブレーキシステム。
【請求項２】
前記ブレーキ手段が摩擦ブレーキ手段からなる請求項１又は２に記載の水平軸型風車のブレーキシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水平軸型風車のブレーキシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術及び課題】
例えば、プロペラ風車などの水平軸型風車では、従来より、強風時の過回転を防ぐための種々の手段が提供されている。
【０００３】
しかしながら、通常の風力で効率良く回転するが、強風時等には回転を抑えあるいは停止し、通常の風力に戻るともとの効率良い回転を回復することができ、しかも、これを電気的な制御や人手によらずに実現することができるようになされた簡素な機構のものは提供されていない。
【０００４】
本発明は、かかる背景において、それを実現することができる水平軸型風車のブレーキシステムを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、回転自在でかつ回転軸線方向に移動できるように備えられた羽根車と、
羽根車を風と対向する向きに付勢する付勢手段と
が備えられ、
一定風速を越えると受けた風の力で羽根車が付勢手段による付勢力に抗して回転軸線方向を風と同じ向きに移動し、一定風速以下になると羽根車が付勢手段の付勢力で回転軸線方向を風と対向する向きに移動するようになされており、かつ、
羽根車が回転軸線方向を風と同じ向きに移動することによって係合し合い、羽根車の回転を減速するブレーキ手段が備えられていることを特徴とする水平軸型風車のブレーキシステムによって解決される。
【０００６】
このシステムでは、一定風速以下では、羽根車は付勢手段による付勢力によって風と対向する側、即ち、風上側に位置し、ブレーキ手段は働かず、そのため羽根車は効率良く回転を行う。そして、一定風速を越えると羽根車は、受けた風の力で、付勢手段による付勢力に抗して回転軸線方向を風と同じ向き、即ち風下側に移動し、ブレーキ手段が働いて羽根車の回転が減速され、羽根車は回転を抑えられあるいは回転を停止する。更に、一定風速以下になると、羽根車は付勢手段による付勢力によって風と対向する側に移動し、ブレーキは効かなくなり、そのため羽根車は風力で効率良く回転を行う。こうして、通常の風力で効率良く回転するが、強風時等には回転を抑えあるいは停止し、通常の風力に戻るともとの効率良い回転に回復する動作が実現される。
【０００７】
しかも、風の力の大きさによって自ら回転軸線方向に移動する羽根車でそれを実現するものであるから、上記の動作を、電気的な制御や人手によらずに実現することができる。
【０００８】
加えて、風力による羽根車の回転軸線方向への移動をブレーキ手段のコントロールに用いたものであるから、簡素な機構で上記の効果を実現することができる。
【０００９】
上記のブレーキシステムにおいて、ブレーキ手段が摩擦ブレーキ手段である場合は、強風時には、風下側への羽根車の移動によって自らブレーキを効果的に効かすことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１（イ）に示す実施形態の水平軸型風車１はプロペラ型風車で、その羽根車２は、ブレード３…とハブ４と回転軸５とで構成されており、回転軸５を風の方向と平行に向けて回転自在に保持されている。
【００１２】
この羽根車２は回転軸線方向に移動できるように備えられており、それを実現するため、本実施形態では、受け回転軸６が備えられ、図１（ロ）に示すように、受け回転軸６には軸孔６ａが設けられ、この軸孔６ａに羽根車２の回転軸５が嵌合され、玉７と溝８…，９…によって羽根車２の回転軸５と受け回転軸６とは一体回転するが、羽根車２の回転軸５は受け回転軸６に対して回転軸線方向に移動できるようになされている。１０は発電部である。
【００１３】
更に、受け回転軸６の軸孔６ａ内には、付勢手段としてのバネ１１が入れられており、このバネ１１の伸長しようとする付勢力によって、羽根車２は風と対向する向きに付勢され、常時はバネ１１の付勢力でストッパー１２がケーシング１３側に対して回転自在に当接し、羽根車２は風上側に位置保持されるが、強風等によってこの付勢力を越えるような力が羽根車２に作用すると、羽根車２はバネ１１の付勢力に抗して風と同じ向きに移動するようになされている。
【００１４】
そして、羽根車２の回転軸５には、円板１４が一体的に備えられており、この円板１４と風下側において対向するようにケーシング１３の側にはブレーキパッド１５が備えられており、これら円板１４とブレーキパッド１５とで摩擦ブレーキ手段を構成している。
【００１５】
この風車１では、水平方向からの風によって羽根車２が回転し発電を行うが、図２（イ）に示すように、風Ｗが通常の強さの風であれば、羽根車２はバネ１１の付勢力によって風上側に位置している。
【００１６】
しかし、風Ｗの速度が高くなって強風になると、図２（ロ）に示すように、羽根車２は、風から受ける力がバネ１１の付勢力を上回って風下側に移動し、円板１４がブレーキパッド１５に押し付けられ、動摩擦力によって羽根車２の回転が抑えられる。風Ｗの力が強ければ強いほどブレーキパッド１５へ円板１４の押し付け力が大きくなり、ブレーキが強く効いてくる。このブレーキ力によって、羽根車２は、強風中に回転を停止してしまうようにしてもよいし、風速に見合う回転速度よりも低い速度で回転を維持するようにしてもよい。後者の場合には、強風時にも発電を継続することができる。
【００１７】
そして、風Ｗの速度が低くなると、図２（ハ）に示すように、羽根車２は、バネ１１の付勢力によって風上側に移動していき、円板１４がブレーキパッド１５から離れる。これにより、羽根車２は、ブレーキを解除され、再び効率良く回転していく。
【００１８】
このように、上記のようなブレーキシステムを採用することによって、通常の風力で効率良く回転するが、強風時等には回転を抑えあるいは停止し、通常の風力に戻るともとの効率良い回転を回復することができる水平軸型風車１を実現することができる。しかも、風の力の大きさによって自ら回転軸線方向に移動する羽根車２でそれを実現するものであるから、上記の動作を、電気的な制御や人手によらずに実現することができる。
【００１９】
加えて、風力による羽根車２の回転軸線方向への移動をブレーキ手段１４，１５のコントロールに用いたものであるから、簡素な機構で上記のような効果を実現することができる。しかも、摩擦によるブレーキ手段１４，１５を用いているから、強風時には、風下側への羽根車２の移動によって自らブレーキを効果的に効かすことができる。
【００２０】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で、各種の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、水平軸型風車としてプロペラ型風車を用いた場合を示しているが、本発明は、その他各種の水平軸型風車に広く適用することができるものである。また、上記の実施形態では付勢手段としてバネ１１を特定配置構造において組み込んだ場合を示しているが、要は、一定風速を越えると羽根車が風下側に移動するのを許容し、一定風速以下になると羽根車を風上側に付勢移動させることができるようなものであればよく、バネでなくてもよいし、各種の配置構造のもとに備えられていてもよい。また、上記の実施形態ではブレーキ手段１４，１５を外に備えさせた場合を示しているがケーシング１３内に備えさせるようにしてもよい。また、ブレーキ手段として、摩擦ブレーキ以外の例えば静止している回転可能な質量体と凹凸嵌合することにより、その質量体の慣性力によって回転を減速するようなブレーキ手段など、各種ブレーキ手段が採用されてよい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、以上のとおりのものであるから、通常の風力で効率良く回転するが、強風時等には回転を抑えあるいは停止し、通常の風力に戻るともとの効率良い回転を回復することができ、しかも、これを電気的な制御や人手によらずに、簡素な機構で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図（イ）は実施形態の水平軸型風車を示す断面側面図、図（ロ）は図（イ）のＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】図（イ）〜図（ハ）はそれぞれ該風車の作動状態を示す断面側面図である。
【符号の説明】
１…水平軸型風車
２…羽根車
１１…バネ（付勢手段）
１４…円板（ブレーキ手段）
１５…ブレーキパッド（ブレーキ手段）
【図１】
2004124771.tif 000003
【図２】
2004124771.tif 000004