(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心力発生手段と、ブレードの可変ピッチ手段と、支持軸とを具える可変ピッチ機構であって、
前記遠心力発生手段が、内壁面に複数のスライドレールを形成した回転盤と、それぞれの該スライドレール内に転動自在に設けられる複数の転動柱とを含んでなり、
前記可変ピッチ手段が、隣り合って設けられる押し上げ部材と押圧部材とを有し、かつ該押し上げ部材と該押圧部材とが間隔をおいて複数設けられた制御盤と、軸方向に直交する方向に孔を穿設し、かつ一方の端部と他方の端部とを有する取付けピンを該孔に嵌挿してなるブレードの支軸を具える設置部が、それぞれ隣り合って設けられた該押し上げ部材と該押圧部材との間に位置するように設けられるとともに、該押し上げ部材の一端と該押圧部材の一端とが通過する孔部を穿設し、該制御盤の下に設けられる設置盤と、該制御盤と該設置盤との間に設けられる第１ばねと、それぞれ一端を該設置盤に固定し、他端を該ブレードの該取付けピンの他方の端部に掛止する、複数の第２ばねと、それぞれ該設置盤に設けられ、かつ該ブレードの該取付けピンの上記他方の端部に当接する、複数の調整部材と、を含んでなり、
前記支持軸が、該遠心力発生手段と、該可変ピッチ手段の該制御盤と第１ばねと設置盤とを軸通して、該遠心力発生手段と該可変ピッチ手段とを連結し、
該遠心力発生手段が該制御盤の上方に設けられ、
該スライドレールが中央から外方向に延びかつ該制御盤に向かって傾斜する、
ように構成されたことを特徴とするブレードの可変ピッチ機構。
【請求項２】
前記押し上げ部材がＣ字状を呈し、該取付けピンの一方の端部が該押し上げ部材のＣ字状の部分に囲まれた領域内に位置することを特徴とする請求項１に記載のブレードの可変ピッチ機構。
【請求項３】
前記押圧部材がＬ字状を呈することを特徴とする請求項１に記載のブレードの可変ピッチ機構。
【請求項４】
前記設置盤の該設置部の長手方向の両側に、孔部を穿設することを特徴とする請求項１に記載のブレードの可変ピッチ機構。
【請求項５】
前記調整部材が細目ねじであることを特徴とする請求項１に記載のブレードの可変ピッチ機構。
【請求項６】
前記制御盤に固定孔を穿設し、該調整部材が一端から該制御盤の固定孔を貫通するように設けることを特徴とする請求項１に記載のブレードの可変ピッチ機構。
【請求項７】
支軸を具え、かつ該支軸の一端に該支軸の軸方向に直交する方向に孔を穿設して、一方の端部と他方の端部とを有する取付けピンを該支軸の孔に嵌挿入してなる複数のブレードと、該ブレードのピッチを調整する可変ピッチ機構と、を含んでなる風力発電機であって、
該可変ピッチ機構が、遠心力発生手段と、ブレードの可変ピッチ手段と、支持軸とを具え、
前記遠心力発生手段が、内壁面に複数のスライドレールを形成した回転盤と、それぞれの該スライドレール内に転動自在に設けられる複数の転動柱とを含んでなり、
前記可変ピッチ手段が、隣り合って設けられる押し上げ部材と押圧部材とを有し、かつ該押し上げ部材と該押圧部材とが間隔をおいて複数設けられた制御盤と、隣り合って設けられた該押し上げ部材と該押圧部材との間に設けられ、且つ該ブレードの支軸を取り付けた複数の設置部を具えるとともに、該押し上げ部材の一端と該押圧部材の一端とが通過する孔部を穿設し、該制御盤の下に設けられる設置盤と、該制御盤と該設置盤との間に設けられる第１ばねと、それぞれ一端を該設置盤に固定し、他端を該ブレードの該取付けピンの他方の端部に掛止する、複数の第２ばねと、それぞれ該設置盤に設けられ、かつ該ブレードの該取付けピンの上記他方の端部に当接する、複数の調整部材と、を含んでなり、
前記支持軸が、該遠心力発生手段と、該可変ピッチ手段の該制御盤と第１ばねと設置盤とを軸通して、該遠心力発生手段と該可変ピッチ手段とを連結し、
該遠心力発生手段が該制御盤の上方に設けられ、また、該スライドレールが中央から外方向に延びかつ該制御盤に向かって傾斜する、
ように構成される、
ことを特徴とする風力発電機。
【請求項８】
前記押し上げ部材がＣ字状を呈し、該取付けピンの一方の端部が該押し上げ部材のＣ字状の部分に囲まれた領域内に位置することを特徴とする請求項７に記載の風力発電機。
【請求項９】
前記押圧部材がＬ字状を呈することを特徴とする請求項７に記載の風力発電機。
【請求項１０】
前記設置盤の該設置部の長手方向の両側に、孔部を穿設することを特徴とする請求項７に記載のブレードの風力発電機。
【請求項１１】
前記調整部材が細目ねじであることを特徴とする請求項７に記載の風力発電機。
【請求項１２】
前記制御盤に固定孔を穿設し、該調整部材が一端から該制御盤の固定孔を貫通するように設けることを特徴とする請求項７に記載の風力発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は風力発電機に関し、特にブレードのピッチ角を調整する可変ピッチ機構と、該可変ピッチ機構を用いた風力発電機用に関する。
【背景技術】
【０００２】
可変ピッチ機構を具える従来の風力発電機で大型のものは、ナセル内にパワーサーボシステムを具え、かつ該システムをコンピュータ制御する。係る制御によって、ブレードの低速回転による電圧の不安定な状態からブレードの回転速度を上げて発電機の定格出力に至るまでの時間を短縮し、また、定格風速に至る際にブレードのピッチ角を微調整して、カットアウトに至るまでに最大の出力が得られるようにする。さらに、強風の場合はブレードのピッチ角を調整してカットアウトし、ブレードの回転を止めて、風力発電機の損壊を防ぐ。
【０００３】
しかしながら、小型の風力発電機では、体積、重量もしくは経済的効率などの制限を受け、さらには製造コストの問題もあって、前掲のパワーサーボシステムを設けるのに適さない。但し、小型の風力発電機であっても、低速回転による電圧の不安定な状態から如何にしてブレードの回転を加速させるかという問題、またはブレードの過度の回転から如何にして発電機を保護するかという問題を解決しなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は、従来の技術に見られるパワーサーボシステムを用いることなく、ブレードが起動して加速する過程においてブレードの最も好ましい仰角が得られ、ブレードの回転が安定した場合、最も好ましい仰角で回転し、かつブレードが過度の速度で回転した場合にカットアウトしてブレードの推進力を低減させることのできる可変ピッチ機構、及び該可変ピッチ機構を具える風力発電機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】
そこで、本発明者は、従来の風力発電機に見られる技術と、及びその改善すべき点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、遠心力発生手段と、ブレードの可変ピッチ手段とを具える可変ピッチ機構であって、該可変ピッチ手段が、隣り合って設けられる押し上げ部材と押圧部材とを有し、かつ該押し上げ部材と該押圧部材とが間隔をおいて複数設けられた制御盤と、軸方向に直交する方向に孔を穿設し、かつ一方の端部と他方の端部とを有する取付けピンを該孔に嵌挿してなるブレードの支軸を具える設置部が、それぞれ隣り合って設けられた該押し上げ部材と該押圧部材との間に位置するように設けられるとともに、該押し上げ部材の一端と該押圧部材の一端とが通過する孔部を穿設し、該制御盤の下に設けられる設置盤と、該制御盤と該設置盤との間に設けられる第１ばねと、それぞれ一端を該設置盤に固定し、他端を該ブレードの該取付けピンの他方の端部に掛止する、複数の第２ばねと、それぞれ該設置盤に設けられ、かつ該ブレードの該取付けピンの一方の端部に当接する、複数の調整部材と、によってなるブレードの可變ピッチ機構、及び該可変ピッチ機構を用いた風力発電機の構造によって課題を解決できる点に着眼し、係る知見に基づいて本発明を完成させた。
【０００６】
以下この発明について具体的に説明する、
請求項１に記載のブレードの可変ピッチ機構は、遠心力発生手段と、ブレードの可変ピッチ手段と、支持軸とを具える可変ピッチ機構であって、
前記遠心力発生手段が、内壁面に複数のスライドレールを形成した回転盤と、それぞれの該スライドレール内に転動自在に設けられる複数の転動柱とを含んでなり、
前記可変ピッチ手段が、隣り合って設けられる押し上げ部材と押圧部材とを有し、かつ該押し上げ部材と該押圧部材とが間隔をおいて複数設けられた制御盤と、軸方向に直交する方向に孔を穿設し、かつ一方の端部と他方の端部とを有する取付けピンを該孔に嵌挿してなるブレードの支軸を具える設置部が、それぞれ隣り合って設けられた該押し上げ部材と該押圧部材との間に位置するように設けられるとともに、該押し上げ部材の一端と該押圧部材の一端とが通過する孔部を穿設し、該制御盤の下に設けられる設置盤と、該制御盤と該設置盤との間に設けられる第１ばねと、それぞれ一端を該設置盤に固定し、他端を該ブレードの該取付けピンの他方の端部に掛止する、複数の第２ばねと、それぞれ該設置盤に設けられ、かつ該ブレードの該取付けピンの上記他方の端部に当接する、複数の調整部材と、を含んでなり、
前記支持軸が、該遠心力発生手段と、該可変ピッチ手段の該制御盤と第１ばねと設置盤とを軸通して、該遠心力発生手段と該可変ピッチ手段とを連結し、
該遠心力発生手段が該制御盤の上方に設けられ、
該スライドレールが中央から外方向に延びかつ該制御盤に向かって傾斜する、
ように構成されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載するブレードの可変ピッチ機構は、請求項１に記載する前記押し上げ部材がＣ字状を呈し、該取付けピンの一方の端部が該押し上げ部材のＣ字状の部分に囲まれた領域内に位置することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載する、ブレードの可変ピッチ機構は、請求項１に記載する前記押圧部材がＬ字状を呈することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載する、ブレードの可変ピッチ機構は、請求項１に記載する前記設置盤の該設置部の長手方向の両側に、孔部を穿設することを特徴とする。
請求項５に記載する、ブレードの可変ピッチ機構は、請求項１に記載する前記調整部材が細目ねじであることを特徴とする。
請求項６に記載する、ブレードの可変ピッチ機構は、請求項１に記載する前記制御盤に固定孔を穿設し、該調整部材が一端から該制御盤の固定孔を貫通するように設けることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載する風力発電機は、支軸を具え、かつ該支軸の一端に該支軸の軸方向に直交する方向に孔を穿設して、一方の端部と他方の端部とを有する取付けピンを該支軸の孔に嵌挿入してなる複数のブレードと、該ブレードのピッチを調整する可変ピッチ機構と、を含んでなる風力発電機であって、
該可変ピッチ機構が、遠心力発生手段と、ブレードの可変ピッチ手段と、支持軸とを具え、
前記遠心力発生手段が、内壁面に複数のスライドレールを形成した回転盤と、それぞれの該スライドレール内に転動自在に設けられる複数の転動柱とを含んでなり、
前記可変ピッチ手段が、隣り合って設けられる押し上げ部材と押圧部材とを有し、かつ該押し上げ部材と該押圧部材とが間隔をおいて複数設けられた制御盤と、隣り合って設けられた該押し上げ部材と該押圧部材との間に設けられ、且つ該ブレードの支軸を取り付けた複数の設置部を具えるとともに、該押し上げ部材の一端と該押圧部材の一端とが通過する孔部を穿設し、該制御盤の下に設けられる設置盤と、該制御盤と該設置盤との間に設けられる第１ばねと、それぞれ一端を該設置盤に固定し、他端を該ブレードの該取付けピンの他方の端部に掛止する、複数の第２ばねと、それぞれ該設置盤に設けられ、かつ該ブレードの該取付けピンの上記他方の端部に当接する、複数の調整部材と、を含んでなり、
前記支持軸が、該遠心力発生手段と、該可変ピッチ手段の該制御盤と第１ばねと設置盤とを軸通して、該遠心力発生手段と該可変ピッチ手段とを連結し、
該遠心力発生手段が該制御盤の上方に設けられ、また、該スライドレールが中央から外方向に延びかつ該制御盤に向かって傾斜する、
ように構成される、
ことを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載する風力発電機は、請求項７に記載する前記押し上げ部材がＣ字状を呈し、該取付けピンの一方の端部が該押し上げ部材のＣ字状の部分に囲まれた領域内に位置することを特徴とする。
【００１５】
請求項９に記載する風力発電機は、請求項７に記載する前記押圧部材がＬ字状を呈することを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に記載する風力発電機は、請求項７に記載する前記設置盤の該設置部の長手方向の両側に、孔部を穿設することを特徴とする。
【００１７】
請求項１１に記載する風力発電機は、請求項７に記載する前記調整部材が細目ねじであることを特徴とする。
【００１８】
請求項１２に記載する風力発電機は、請求項７に記載する前記制御盤に固定孔を穿設し、該調整部材が一端から該制御盤の固定孔を貫通するように設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
この発明による風力発電機は、従来の技術に見られるパワーサーボシステムを用いることなく、最も好ましい仰角が得られ、かつブレードが過度の速度で回転した場合にカットアウトしてブレードの推進力を低減させることできることから、特に該パワーサーボシステムを用いるのが難しい小型の風力発電機への応用に適し、最大の発電効率が得られるとともに、風力発電機の損傷を抑えて使用寿命を延長させることができ、かつ製造コストを節減することができ、好ましい経済的効用が得られるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１ａ】この発明によるピッチ可變機構の斜視図である。
【図１ｂ】図１に開示するピッチ可變機構の側面図である。
【図１ｃ】図１に開示するピッチ可變機構の平面である。
【図１ｄ】図１に開示するピッチ可變機構の底面図である。
【図２】この発明によるピッチ可變機構の分解図である。
【図３ａ】この発明における遠心力発生手段の回転盤の底面図である。
【図３ｂ】図３ａに開示する回転盤の側面図である。
【図４ａ】この発明における制御盤の斜視図である。
【図４ｂ】図４ａに開示する制御盤を上下転倒させた状態における側面図である。
【図５ａ】この発明における設置盤の斜視図である。
【図５ｂ】図５ａに開示する設置盤の底面図である。
【図６】この発明における調整部材の側面図である。
【図７】この発明における第２ばねの側面図である。
【図８ａ】非定常加速の状態にあるこの発明の可變ピッチ機構の態様を示した説明図である。
【図８ｂ】定常加速の状態にあるこの発明の可變ピッチ機構の態様を示した説明図である。
【図８ｃ】過回転の状態にあるこの発明の可變ピッチ機構の態様を示した説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
この発明は、従来の技術に見られるパワーサーボシステムを用いることなく、ブレードが起動して加速する過程においてブレードの最も好ましい仰角が得られ、ブレードの回転が安定した場合、最も好ましい仰角で回転し、かつブレードが過度の速度で回転した場合にカットアウトしてブレードの推進力を低減させることのできる可変ピッチ機構、及び該可変ピッチ機構を具える風力発電機を提供するものであって、該可変ピッチ機構は、遠心力発生手段と、ブレードの可変ピッチ手段とを具えてなり、該可変ピッチ手段が、隣り合って設けられる押し上げ部材と押圧部材とを有し、かつ該押し上げ部材と該押圧部材とが間隔をおいて複数設けられた制御盤と、軸方向に直交する方向に孔を穿設し、かつ一方の端部と他方の端部とを有する取付けピンを該孔に嵌挿してなるブレードの支軸を具える設置部が、それぞれ隣り合って設けられた該押し上げ部材と該押圧部材との間に位置するように設けられるとともに、該押し上げ部材の一端と該押圧部材の一端とが通過する孔部を穿設し、該制御盤の下に設けられる設置盤と、該制御盤と該設置盤との間に設けられる第１ばねと、それぞれ一端を該設置盤に固定し、他端を該ブレードの該取付けピンの他方の端部に掛止する、複数の第２ばねと、それぞれ該設置盤に設けられ、かつ該ブレードの該取付けピンの一方の端部に当接する、複数の調整部材と、によってなる。かかる可變ピッチ機構と、該可変ピッチ機構を具える風力発電機の構造と特徴を説明するために、具体的な実施例を挙げ、図面を参照にして以下に詳述する。
【実施例】
【００２３】
図１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに、この発明による可變ピッチ機構の好ましい実施の形態を開示する。それぞれ斜視図、側面図、平面図及び底面図である。図面によれば、風車１００は、回転軸を介して増速機（図示しない）、発電機（図示しない）に接続し、さらに変圧器（図示しない）などに電気的に接続し、ナセル（図示しない）に収納して風力発電機を構成する。
【００２４】
可変ピッチ機構１０２は、少なくとも遠心力発生手段１１０と可変ピッチ手段１２２とを具え、図１ａ、もしくは図１ｂに開示するように、可變ピッチ手段１２２は図面における遠心力発生手段１１０の下方、即ちブレード１０４に近接する側に設ける。
【００２５】
図２は、この発明による風車１００の分解図である。図面によれば、ブレード１０４は支軸１２６を具え、かつそれぞれの支軸１２６の一端には、支軸１２６の軸方向に直交する方向に貫通する孔を穿設して取付けピン１２８を嵌挿する。取付けピン１２８のそれぞれの端部１５６、１５８は、支軸１０４に嵌挿した状態において、支軸１０４の外周面の対向する両側に位置する。
【００２６】
可変ピッチ機構１０２は、少なくとも遠心力発生手段１１０と可変ピッチ手段１２２とを具え、図１ａ、もしくは図１ｂに開示するように、可変ピッチ手段１２２は図面における遠心力発生手段１１０の下方、即ち、即ちブレード１０４に近接する側に設ける。
【００２７】
図２に開示するように、遠心力発生手段１１０は、回転盤１０６と、複数の転動柱１０８とによってなる。図３ａに開示するように、回転盤１０６の内壁面には複数のスライドレール１４２を形成する。複数のスライドレール１４２は、円の中心を通過する線を中心にして左右対称に形成し、かつ円の中心から輻射状に形成する。複数の転動柱１０８は、回転盤１０６のそれぞれのスライドレール１４２内に、転動自在に設ける。
【００２８】
図３ａ、図３ｂに開示するように、複数のスライドレール１４２は、回転盤１０６の中心点から円周に向かい傾斜して形成する。よって、遠心力発生手段１１０が回転すると、遠心力が発生、転動柱１０８は外方向に転動して下方に設けた可変ピッチ手段１２２を下方向に押し圧する。
【００２９】
回転盤１０６は、例えばプーリーディスクであってもよく、また、装置全体の組み立てを容易にするために、回転盤１０６の円の中心点の位置には孔１４０を穿設する  
【００３０】
図２に開示するように、可変ピッチ手段１２２は遠心力発生手段１１０の下方に設ける。可変ピッチ手段１２２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とによって構成する。設置盤１２０は、図２に開示するように図面における制御盤１１２下方に設ける。
【００３１】
図４ａ、４ｂに開示するように、制御盤１１２は一方の面を第１表面１６０とし、他方の面を第２表面１６２とする。制御盤１１２の第２表面１６２には、複数の押し上げ部材１４６と、複数の押圧部材１４８とを設ける。押し上げ部材１４６と押圧部材１４８とは間隔をおいて設け、かつ押し上げ部材１４６と、押圧部材１４８とは、ブレード１０４の数と同じ数設ける。即ち、好ましい実施の形態においては、１枚のブレード１０４につき、１つの押し上げ部材１４６と、１つの押圧部材１４８とを設ける。
【００３２】
また、押し上げ部材１４６には押し上げ部１５０が形成され、押圧部材１４８には押圧
部１５２が形成される。実施例において、それぞれの押し上げ部材１４６は、略Ｃ字状を呈し、それぞれの押圧部材１４８はＬ字状を呈する。
【００３３】
制御盤１１２は第１表面１６０と第２表面１６２を具え、円の中心の位置に第１表面１６０から第２表面１６２に貫通する孔部１３８を穿設して、装置全体を組み立て易くする。
【００３４】
また、制御盤１１２は、図４ｂに開示するように、第２表面１６２上に当接部１５４を選択的に設けてもよい。当接部１５４は図２に開示するように第１ばね１１４の一端に当接する。
【００３５】
図５ａは、この発明の好ましい実施の形態における設置盤１２０の斜視図であて、図５ｂは設置盤１２０の底面図である。設置盤１２０は複数の設置部１３０を具える。設置部１３０を設ける数はブレード１０４と同数である、図１Ａに開示するように、設置盤１２０を制御盤１１２の下方に設けた場合、それぞれの設置部１３０は制御盤１１２に設けられ、かつ隣り合う押し上げ部材１４６と押圧部材１４８との間に位置する。
【００３６】
図１ａと図５ａに開示するように、それぞれの設置部１３０は、２つの支持部１６８を具える。支持部１６８は設置盤１２０の底面に設けられ、それぞれの支持部１６８には貫通孔１３２を穿設する。貫通孔１３２にはブレード１０４の支軸１２６を回動自在に設ける。
【００３７】
また、設置盤１２０には、設置部１３０の長手方向の両側に押し上げ部材１４６と押圧部材１４８の一端が通過する孔部１４４をそれぞれ穿設する。設置盤１２０の中心には、装置の取り付けを容易にするための貫通孔１３６を穿設する。
【００３８】
また、設置盤１２０は、図２ａと図５ａに開示するように、複数の固定孔１３４を選択的に穿設して、図６に開示する調整部材１１８を固定孔１３４に設けてもよい。固定孔はブレード１０４を設ける数と同数穿設する。好ましくは、それぞれの固定孔１０４は、いずれも設置部１３０の長手方向の一方の側に近接する位置で、かつ同一側に穿設する。
【００３９】
図２、図４ｂに開示するように第１ばね１１４は、制御盤１１２の第２表面１６２に設ける。好ましくは、第１ばね１１４の一端は制御盤１１２の当接部１５４に当接する。可變ピッチ手段１２２において第１ばね１１４は、制御盤１１２の第２表面１６２と、設置盤１２０との間に設ける。
【００４０】
遠心力発生手段１１０が押圧されて制御盤１１２の第１表面１６に当接すると、第１ばね１１４は押圧されて制御盤１１２の第２表面１６２に当接する。よって、制御盤１１２は、上下への移動が上方の遠心力発生手段１１０と、下方の第１ばね１１４とによる制限を受ける。
【００４１】
図２に開示するように、調整部材１１８を設ける数は、ブレード１０４を設ける数と同数にする。複数の調整部材１１８の一端は、それぞれ制御盤１１２の対応する位置に穿設された固定孔１３４を貫通し、他端は設置盤１２０の設置部１３０に離接する一方の側から突出する
【００４２】
図６に、好ましい実施の形態による調整部材１１８を開示する。調整部材１１８は図示するように細目ねじであってもよい。
【００４３】
図２に開示するように、好ましくは、第２ばね１１６を設ける数をブレード１０４の数と同数にする。
【００４４】
図１ａと図２に開示するように、ブレード１０４の支軸１２６を設置盤の設置部１３０に設けた場合、ブレード１０４の支軸１２６の取付けピン１２８の一方の端部１５８が押圧部材１４８の押圧部１５２の下方に位置する。取付けピン１２８の他方の端部１５６は、押し上げ部材１４６内に位置する。即ち押し上げ部材１４６のＣ字状の部分に囲まれた領域内で、押し上げ部１５０上に位置する。
【００４５】
図１ａと図７に開示するように、第２ばね１１６は一方の端部１６４を設置盤１２０上に固定する。第２ばねのもう一方の端部１６６はブレード１０４の取付けピン１２８の一方の端部１５６に掛止する。
【００４６】
また、調整部材１１８の設置部１３０の一方の側に位置する端部はブレード１０４の取付けピン１２８の一方の端部１５６の下方に位置し、取付けピン１２８の該端部１５６に当接する。  実施例において、これら調整部材１１８は、第２ばね１１６を貫通するように設ける。
【００４７】
図８Ａに開示する可変ピッチ機構１０２は、非定常状態において加速する状態にある。即ち、図１ａに開示する風車１００が回転を始めると、可変ピッチ機構１０２の遠心力発生手段１１０の転動柱１０８が転動して遠心力が発生し、回転盤１０６のスライドレール１４２に沿って外方向に移動する。この場合、回転盤１０６の中央から外方向に延び、かつ制御盤に向かって傾斜するスライドレール１４２の形状の影響を受けて、これら転動柱１０８も制御盤に向かって移動し、可変ピッチ手段１２２の制御盤１１２の第１表面１６０に対して図面の下方向への押圧力が発生する。
【００４８】
図２に開示するように、実施例における可變ピッチ機構１０２は、さらに支持軸１２４を具えてもよい。支持軸１２４は遠心力発生手段１１０と、可変ピッチ手段１２２の制御盤１１２と、第１ばね１１４と、設置盤１２０内を軸通して、遠心力発生手段１１０と可変ピッチ手段１２２とを連結する。
【００４９】
図８Ａに開示する可變ピッチ機構１０２は、非定常状態において加速する状態にある。
即ち、図１ａに開示する風車１００が回転を始めると、可変ピッチ機構１０２の遠心力発生手段１１０の転動柱１０８が転動して遠視威力が発生し、回転盤１０６のスライドレール１４２に沿って外方向に移動する。この場合、回転盤１０６の中央から外方向に下向きに傾斜したスライドレールの形状の影響を受けて、これら転動柱１０８も下降する。可變ピッチ手段１２２の制御盤１１２の第１表面１６０が下方向に向かって押圧する。
【００５０】
同時に、第１ばね１１４がこれら転動柱１０８の無制限な外方向への移動を阻止し、制御盤１１２の第２表面１６２に上方向への弾力がかかる。これによって、可変ピッチ機構１０２は動態的なバランスを得ることができる。
【００５１】
第１ばね１１４の制御盤１１２に対する弾力によって制御盤１１２が予め設定された高さまで上昇すると、制御盤１１２に設けた押し上げ部材１４６の押し上げ部１５０が、上方の対応する位置の取付けピン１２８の端部１５６の位置に至るまで高くなる。よって、取付けピンが時計回りの逆方向に転動し、支軸１２６が連動して時計回りと逆方向に回転する。このためブレード１０４が所定の角度に至るまで、時計回りと逆方向に回転しブレード１０４のピッチ角を変更するという目的を達する。故に、ブレード１０４が非定常状態において加速する過程において、好ましい向え角を維持することができる。ここから風車１００の非定常状態における加速の時間を短縮することができる。
【００５２】
図８Ｂに開示する可変ピッチ機構１０２は、定常状態にある。可變ピッチ機構１０２の可變ピッチ手段の制御盤１１２はブレード１０４の取付けピン１２８には直接接触していない。即ち、制御盤１１２の押し上げ部材１４６の押し上げ部１５０が取付けピン１２８に接触していない。この場合、ブレード１０４の取付けピン１２８は第２ばね１１６と調整部材１１８とによって位置決めされ、ブレード１０４は予め設定されたピッチ角によって最大の迎え角で回転する。
【００５３】
図８Ｃに開示する可変ピッチ機構１０２は過回転に至り保護を与えた状態にある。風速が持続的に上昇した場合、風車１００は定常状態の回転をほぼ維持することができる。但し、過度の速度で回転した場合、ブレード１０４、もしくは風車１００の損傷を招く恐れがある。このため、回転速度を減じる必要がある。
【００５４】
風車１００に過回転が発生した場合、高速回転によって発生した過度の遠心力は転動柱１０８を下方に向かって大きく移動して可變ピッチ手段１２２の制御盤１１２を押し圧する。このため制御盤１１２が大きく下方に移動する。制御盤１１２が下方に移動して所定の高さに至ると、制御盤１１２の下方の押圧部材１４８の押圧部１５２がブレード１０４の取付けピン１２８の一方の端部１５８を下方向に押し圧する。この場合、ブレード１０４の支軸１２６が再度時計回りの逆方向に回転し、ブレード１０４を時計回りの逆法に回転させる。このため、ブレード１０４はマイナスの迎え角となり、ブレード１０４が失速した状態となり、ブレード１０４と風車１００を保護する効果を達成することができる。
【００５５】
この発明においては、異なる風力発電機のニーズに合わせ、遠心力発生手段１１０の転動柱１０８の重量、第１ばね１１４と第２ばね１１６の弾性係数、ブレードの支軸１２６の取付けピン１２８両端部のストロークを調整することによって、最も好まし風力発電機の機能を得ることができる。
【００５６】
上述する実施の形態から明なように、この発明による可変ピッチ機構１０２及び該可変ピッチ機構を用いた風力発電機は、発生させる遠心力の大きさによってブレード１０４を下方に押し圧するストロークを変更してブレード１０４のピッチを変更し、起動してから加速する過程において最も好ましい向え角を維持するとともに、定常加速状態にあって最大の迎え角でブレード１０４を回転させるとともに、過回転に至ると失速させてブレード１０４の推力を低減させることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１００風車
１０２可變ピッチ機構
１０４ブレード
１０６回転盤
１０８転動柱
１１０遠心力発生手段
１１２制御盤
１１４第１ばね
１１６第２ばね
１１８調整部材
１２０設置盤
１２２可變ピッチ手段
１２４支持軸
１２６支軸
１２８取付けピン
１３０設置部
１３２貫通孔
１３４固定孔
１３６貫通孔
１３８孔部
１４０孔
１４２スライド レール
１４４孔部
１４６押し上げ部材
１４８押圧部材
１５０押し上げ部
１５２押圧部
１５４当接部
１５６他方の端部
１５８一方の端部
１６０第１表面
１６２第２表面
１６４端部
１６６端部
１６８支持部
【図１ａ】
0005179453.tif 000002
【図１ｂ】
0005179453.tif 000003
【図１ｃ】
0005179453.tif 000004
【図１ｄ】
0005179453.tif 000005
【図２】
0005179453.tif 000006
【図３ａ】
0005179453.tif 000007
【図３ｂ】
0005179453.tif 000008
【図４ａ】
0005179453.tif 000009
【図４ｂ】
0005179453.tif 000010
【図５ａ】
0005179453.tif 000011
【図５ｂ】
0005179453.tif 000012
【図６】
0005179453.tif 000013
【図７】
0005179453.tif 000014
【図８ａ】
0005179453.tif 000015
【図８ｂ】
0005179453.tif 000016
【図８ｃ】
0005179453.tif 000017