(57)【要約】【課題】  回転開始からの立ち上がりが速く、しかも、回転中は大きな慣性作用によって安定した回転をすることができる、風力発電用の風車などの回転体を提供する。【解決手段】  質量体３と、該質量体３を回転中心側の位置と回転中心側の位置から半径線方向外方に離れた位置との間で移動できるように案内するガイド４と、質量体３を回転中心側に付勢するバネ付勢手段５とが備えられ、回転停止時にバネ付勢手段５によるバネ付勢力で質量体３が回転中心側の位置に位置し、回転開始後質量体３が遠心力でバネ付勢手段５によるバネ付勢力に抗して回転中心側の位置から半径線方向外方に離れた位置へと移動するようになされている。【選択図】      図１
2005090292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量体と、該質量体を回転中心側の位置と回転中心側の位置から半径線方向外方に離れた位置との間で移動できるように案内するガイドと、質量体を回転中心側に付勢するバネ付勢手段とが備えられ、
回転停止時にバネ付勢手段によるバネ付勢力で質量体が回転中心側の位置に位置し、回転開始後質量体が遠心力でバネ付勢手段によるバネ付勢力に抗して回転中心側の位置から半径線方向外方に離れた位置へと移動するようになされていることを特徴とする回転体。
【請求項２】
風力発電用の風車である請求項１に記載の回転体。
【請求項３】
風力発電用のプロペラ型風車であり、ガイドが風車の翼に翼の延びる方向に向けられて備えられ、質量体が、バネ付勢手段のバネ付勢力により翼の基端側に位置し、回転による遠心力で翼の先端側に移動するようになされている請求項１に記載の回転体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電用風車などの回転体に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転体の慣性モーメントを大きくすることで回転中に回転体を安定良く回転させようとすれば、回転開始からの立ち上がりが悪くなる。反対に、回転体の慣性モーメントを小さくして回転開始からの立ち上がりを良くしようとすれば、回転中の回転体の回転が不安定なものになってしまう。
【０００３】
従って、回転体が、例えば風力発電用風車であるような場合に、風車の慣性モーメントを小さくすれば、低風速時の回転の立ち上がりを良くすることができるが、回転中は、慣性モーメントが小さいことによって安定した回転がなされず、そのため、風圧変動による発電機電圧の変化が大きなものになってしまうという問題を生じることがある。反対に、風車の慣性モーメントを大きくすれば、回転中は、慣性モーメントが大きいことによって回転が安定し風圧変動による発電機電圧の変化を小さくすることができるが、低風速時の回転の立ち上がりを悪くしてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記のような相反する要請をいずれも実現することができて、回転開始からの立ち上がりが速く、しかも、回転中は大きな慣性作用によって安定した回転をすることができる、風力発電用の風車などの回転体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題は、質量体と、該質量体を回転中心側の位置と回転中心側の位置から半径線方向外方に離れた位置との間で移動できるように案内するガイドと、質量体を回転中心側に付勢するバネ付勢手段とが備えられ、
回転停止時にバネ付勢手段によるバネ付勢力で質量体が回転中心側の位置に位置し、回転開始後質量体が遠心力でバネ付勢手段によるバネ付勢力に抗して回転中心側の位置から半径線方向外方に離れた位置へと移動するようになされていることを特徴とする回転体によって解決される。
【０００６】
この回転体では、回転停止時にはバネ付勢手段によるバネ付勢力で質量体が回転中心側の位置に位置していることで、回転体の慣性モーメントは小さく保たれ、それによって回転の速い立ち上がりが実現される。しかも、回転開始後は、質量体が遠心力でバネ付勢手段によるバネ付勢力に抗して回転中心側の位置から半径線方向外方に離れた位置へと移動するので、回転体の慣性モーメントは大きくなり、回転中はその慣性作用によって安定した回転が実現される。このように本発明の回転体は、回転開始からの立ち上がりが速く、しかも、回転中は安定した回転をすることができて、これら相反する要請をいずれも実現することができる。
【０００７】
しかも、回転停止時は質量体をバネ付勢手段によるバネ付勢力で回転中心側に位置させているので、回転停止時の回転体の慣性モーメントと、回転中の回転体の慣性モーメントとの差を大きくすることができ、回転開始からの立ち上がりの良さと、回転中の安定した回転をいずれも効果的に実現することができる。
【０００８】
上記の回転体が風力発電用の風車である場合は、低風時の風車の立ち上がりを良くすることができ、しかも、回転中の風圧変動による発電機電圧の変化を小さく抑えることができて、効率の良い安定した発電を実現することができる。
【０００９】
上記の回転体が、風力発電用のプロペラ型風車であり、ガイドが風車の翼に翼の延びる方向に向けられて備えられ、質量体が、バネ付勢手段のバネ付勢力により翼の基端側に位置し、回転による遠心力で翼の先端側に移動するようになされているとなおよい。
【００１０】
この場合は、低風時のプロペラ型風車の立ち上がりを良くすることができ、しかも、回転中の風圧変動による発電機電圧の変化を小さく抑えることができて、効率の良い安定した発電を実現することができるのはもとより、質量体は、プロペラ型風車において翼に組み込まれているので、大きな移動距離を確保することができ、回転停止時のプロペラ型風車の慣性モーメントと、回転中のプロペラ型風車の慣性モーメントとの差を大きくつけることができ、回転開始からの立ち上がりの良さと、回転中の安定した回転をいずれも効果的に実現することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の回転体は、以上のとおりのものであるから、回転開始からの立ち上がりが速く、しかも、回転中は大きな慣性作用によって安定した回転をすることができる。
【００１２】
また、この回転体が風力発電用の風車である場合は、低風時の立ち上がりを良くすることができ、しかも、回転中の風圧変動による発電機電圧の変化を小さく抑えることができて、効率の良い安定した発電を実現することができる。
【００１３】
更に、風力発電用の風車がプロペラ型風車で、質量体がプロペラ型風車の翼に組み込まれている場合は、回転開始からの立ち上がりの良さと、回転中の安定した回転をいずれも効果的に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明を風力発電用風車に適用した場合の実施最良形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１に示す実施形態において、１は回転体や風力発電用風車としてのプロペラ型風車であり、プロペラ型風車１には複数の翼２…が備えられ、翼２のそれぞれに、質量体３と、質量体３を回転中心側の位置と回転中心側の位置から半径線方向外方に離れた位置との間で移動できるように案内するガイド４が備えられている。ガイド４は、翼２の延びる方向に向けられ、その一方の端部が翼２の基端部に位置すると共に、もう一方の端部が翼２の先端部に位置し、翼２の半径線方向の長さ寸法を利用して可及的に長く形成され、質量体３が風車１の半径線方向に大きく移動できるようになされている。
【００１６】
そして、バネ付勢手段としてのバネ力利用のワイヤー引込みドラム５が、風車１の回転中心部に一つ備えられ、該引込みドラム５からのワイヤー６が各翼２…に延ばされて質量体３…に連結され、バネ力による引込みドラム５へのワイヤー６…の引込み力によって各質量体３…に風車１の回転中心側を向くバネ付勢力が作用し、風車１の回転停止時には、各質量体３…が風車１の回転中心側に位置保持され、回転開始後に質量体３が遠心力で引込みドラム５によるバネ付勢力に抗して回転中心側の位置から半径線方向外方に離れた位置へとガイド４に案内されて移動するようになされている。
【００１７】
上記のプロペラ型風車１では、図１に示すように、回転停止時には引込みドラム５によるバネ付勢力で各質量体３…が各翼２…の基端側に位置しているので、風車１の慣性モーメントは小さく保たれ、それによって、図２（イ）に示すように、回転の速い立ち上がりが実現される。しかも、回転開始後は、図２（ロ）に示すように、各質量体３…が回転による遠心力で引込みドラム５によるバネ付勢力に抗して翼２の基端側から先端側に移動するので、プロペラ型風車１の慣性モーメントは大きくなり、回転中はその慣性作用によって安定した回転が実現される。こうして、低風時のプロペラ型風車１の立ち上がりを良くすることができ、しかも、回転中の風圧変動による発電機電圧の変化を小さく抑えることができて、効率の良い安定した発電を実現することができる。
【００１８】
特に本実施形態では、質量体３…をプロペラ型風車１において翼２…に組み込む構成としているので、質量体３…の移動距離を大きく確保することができ、質量体３…の質量が比較的小さいような場合であっても、回転停止時のプロペラ型風車１の慣性モーメントと、回転中のプロペラ型風車１の慣性モーメントとの差を大きくつけることができて、回転開始からの立ち上がりの良さと、回転中の安定した回転をいずれも効果的に実現することができる。
【００１９】
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、上記の実施形態では、バネ付勢手段として、複数の質量体３…にバネ付勢力を及ぼす一つの引込みドラム５を用いた場合を示したが、バネ付勢手段は、各翼２のそれぞれに備えさせたコイルスプリングなどの各種バネ材で構成されていてもよい。
【００２０】
また、上記の実施形態では、すべての翼２…のそれぞれに質量体３…を備えさせた場合を示しているが、いずれか一部の翼にのみ質量体を備えさせ、残る翼には質量体の備えられていない風車に構成されてもよく、その場合には、回転中に、翼の重心位置が回転中心位置から離れないように質量体を組み込むのもよいし、翼の重心位置が回転中心位置から離れてしまうように質量体を組み込むのもよい。
【００２１】
更に、上記の実施形態では、回転体がプロペラ型風車である場合を示しているが、その他の水平軸型風車であってもよいし、あるいは、垂直軸型風車であってもよいし、その他、本発明は、回転開始からの立ち上がりが速く、しかも、回転中は大きな慣性作用によって安定した回転をすることが求められる各種の回転体に広く適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態のプロペラ型風車を示すもので、図（イ）は正面図、図（ロ）は同プロペラ型風車におけるガイドと質量体と付勢手段の関係を示す正面図である。
【図２】図（イ）は回転開始時点におけるプロペラ型風車の作動状態を示す正面図、図（ロ）は回転中のプロペラ型風車の作動状態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１…プロペラ型風車（風力発電用風車、回転体）
２…翼
３…質量体
４…ガイド
５…引込みドラム（バネ付勢手段）
【図１】
2005090292.tif 000003
【図２】
2005090292.tif 000004