JP2001099045A - 風車のブレードピッチ可変機構 - Google Patents
風車のブレードピッチ可変機構Info
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- JP2001099045A JP2001099045A JP28114599A JP28114599A JP2001099045A JP 2001099045 A JP2001099045 A JP 2001099045A JP 28114599 A JP28114599 A JP 28114599A JP 28114599 A JP28114599 A JP 28114599A JP 2001099045 A JP2001099045 A JP 2001099045A
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- blade
- gear
- wind turbine
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 風車のブレードピッチ機構において、油圧式
シリンダを使用せず、複数のブレードの各ピッチを均一
に制御すること。 【解決手段】 風力発電装置における中空のロータヘッ
ド５の先端中心部にはピッチ制御用のサーボモータ１２
が固定され、ロータヘッド５内に向けられているモータ
軸にはかさ歯車である主歯車１３ａが取付けられてい
る。ロータヘッド５には、ブレード４がブレード用軸受
６を介して取付けられ、ブレード４の基端側にはかさ歯
車である副歯車１４ａが取付けられている。副歯車１４
ａは、上記主歯車１３ａに対して直角に配置されてい
る。副歯車１４ａの回動軸は、ブレード４の中心軸上に
配置され、ブレード４はブレード用軸受６の作用によっ
て、ロータヘッド５に対して回動可能である。
シリンダを使用せず、複数のブレードの各ピッチを均一
に制御すること。 【解決手段】 風力発電装置における中空のロータヘッ
ド５の先端中心部にはピッチ制御用のサーボモータ１２
が固定され、ロータヘッド５内に向けられているモータ
軸にはかさ歯車である主歯車１３ａが取付けられてい
る。ロータヘッド５には、ブレード４がブレード用軸受
６を介して取付けられ、ブレード４の基端側にはかさ歯
車である副歯車１４ａが取付けられている。副歯車１４
ａは、上記主歯車１３ａに対して直角に配置されてい
る。副歯車１４ａの回動軸は、ブレード４の中心軸上に
配置され、ブレード４はブレード用軸受６の作用によっ
て、ロータヘッド５に対して回動可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、風力発電に使用さ
れ、電力を安定に発生させることができる風車のブレー
ドピッチ可変機構に関する。
れ、電力を安定に発生させることができる風車のブレー
ドピッチ可変機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７及び図８は、従来の風力発電に用い
られている風車１を示す。風車１は、風車本体２の前部
にロータ部３が設けられ、ロータ部３はブレード４と該
ブレード４を支持するロータヘッド５とから構成されて
いる。ブレード４は風車に、通常２枚又は３枚が設けら
れ、ブレード４のコネクティングパイプ４ａがブレード
用軸受６を介して、ロータヘッド５に対して回動可能に
取付けられている。ロータヘッド５は、風車本体２にロ
ータヘッド用軸受７を介して取付けられ、風車本体２に
対して回転できるように構成されている。ロータヘッド
５の内部は中空であり、その前壁部にはブレード４と同
数の油圧シリンダ８が配設されている。
られている風車１を示す。風車１は、風車本体２の前部
にロータ部３が設けられ、ロータ部３はブレード４と該
ブレード４を支持するロータヘッド５とから構成されて
いる。ブレード４は風車に、通常２枚又は３枚が設けら
れ、ブレード４のコネクティングパイプ４ａがブレード
用軸受６を介して、ロータヘッド５に対して回動可能に
取付けられている。ロータヘッド５は、風車本体２にロ
ータヘッド用軸受７を介して取付けられ、風車本体２に
対して回転できるように構成されている。ロータヘッド
５の内部は中空であり、その前壁部にはブレード４と同
数の油圧シリンダ８が配設されている。
【０００３】図８に示すように、油圧シリンダ８にはロ
ッド９が設けられ、ロッド９の先端部はロータヘッド５
内に配設されているアーム１０の一端と回動可能に連結
され、アーム１０の他端はブレード４に一体的に取付け
られている連結軸１１と回動可能に連結され、これらの
部材でリンク機構を構成する。このような構成により、
油圧シリンダ８のロッド９を伸縮するとリンク機構によ
り、ロッド９の直線運動が連結軸１１の回動運動に変換
する。連結軸１１が回転すると、これに連結されている
ブレード４が回動してロータヘッド５に対するブレード
４の取付角度、すなわちブレードピッチを変位させるこ
とができる。
ッド９が設けられ、ロッド９の先端部はロータヘッド５
内に配設されているアーム１０の一端と回動可能に連結
され、アーム１０の他端はブレード４に一体的に取付け
られている連結軸１１と回動可能に連結され、これらの
部材でリンク機構を構成する。このような構成により、
油圧シリンダ８のロッド９を伸縮するとリンク機構によ
り、ロッド９の直線運動が連結軸１１の回動運動に変換
する。連結軸１１が回転すると、これに連結されている
ブレード４が回動してロータヘッド５に対するブレード
４の取付角度、すなわちブレードピッチを変位させるこ
とができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、ブレード
ピッチ可変機構を風車に設けたのは、風力発電に用いら
れる風車の発電力を一定にするため、ロータヘッド５の
回転数を制御する必要があり、そのため、風速に応じた
ブレードピッチを変える必要があるからである。しか
し、従来のように油圧シリンダ８を用いてブレードピッ
チを可変する構造では、ロータヘッド５内に油圧系統が
あるため、万一油漏れが発生すると外部へ油が飛散し、
風車１の汚染や地上汚染の問題が生じるおそれがある。
また、１つのブレード４にて１つの油圧シリンダ８を独
立に使用しているので、各ブレードのピッチに誤差が生
じる可能性がある。
ピッチ可変機構を風車に設けたのは、風力発電に用いら
れる風車の発電力を一定にするため、ロータヘッド５の
回転数を制御する必要があり、そのため、風速に応じた
ブレードピッチを変える必要があるからである。しか
し、従来のように油圧シリンダ８を用いてブレードピッ
チを可変する構造では、ロータヘッド５内に油圧系統が
あるため、万一油漏れが発生すると外部へ油が飛散し、
風車１の汚染や地上汚染の問題が生じるおそれがある。
また、１つのブレード４にて１つの油圧シリンダ８を独
立に使用しているので、各ブレードのピッチに誤差が生
じる可能性がある。
【０００５】本発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、油漏れを無くすとともに、複数のブレードの各ピッ
チを均一に制御することができる風車のブレードピッチ
可変機構を提供することを目的とする。
で、油漏れを無くすとともに、複数のブレードの各ピッ
チを均一に制御することができる風車のブレードピッチ
可変機構を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、風車の回転軸の先端部にロータヘッドを設
け、複数のブレードの軸受を介在させて支持させるとと
もに、上記ブレードの取付ピッチを変位させる手段を備
えた風車のブレードピッチ可変機構において、上記変位
手段が、上記ブレードの基端部に連結された副歯車と、
上記ロータヘッド側に固定されたモータと、該モータの
駆動軸に取付けられ上記副歯車を従動させる主歯車とを
備えている。
するために、風車の回転軸の先端部にロータヘッドを設
け、複数のブレードの軸受を介在させて支持させるとと
もに、上記ブレードの取付ピッチを変位させる手段を備
えた風車のブレードピッチ可変機構において、上記変位
手段が、上記ブレードの基端部に連結された副歯車と、
上記ロータヘッド側に固定されたモータと、該モータの
駆動軸に取付けられ上記副歯車を従動させる主歯車とを
備えている。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施形態に
よる風車のブレードピッチ可変機構について、図１及び
図２を参照しながら説明する。なお、従来と同じ部分に
ついては同一の符号を付して説明する。図１は、本発明
に係る風車のブレードピッチ可変機構を風車の側面方向
から見た断面図であり、図２はそれを風車の正面方向か
ら見た断面図である。図に示すように、風車の回転軸２
ａに連結されている中空のロータヘッド５の先端中心部
にはブレードピッチ制御用のサーボモータ１２が固定さ
れ、ロータヘッド５内に向けられているモータの駆動軸
１２ａにはかさ歯車である主（駆動）歯車１３ａが取付
けられている。なお、風車１には、ブレード４のピッチ
を監視するセンサーやサーボモータを駆動させる制御装
置を設けている。
よる風車のブレードピッチ可変機構について、図１及び
図２を参照しながら説明する。なお、従来と同じ部分に
ついては同一の符号を付して説明する。図１は、本発明
に係る風車のブレードピッチ可変機構を風車の側面方向
から見た断面図であり、図２はそれを風車の正面方向か
ら見た断面図である。図に示すように、風車の回転軸２
ａに連結されている中空のロータヘッド５の先端中心部
にはブレードピッチ制御用のサーボモータ１２が固定さ
れ、ロータヘッド５内に向けられているモータの駆動軸
１２ａにはかさ歯車である主（駆動）歯車１３ａが取付
けられている。なお、風車１には、ブレード４のピッチ
を監視するセンサーやサーボモータを駆動させる制御装
置を設けている。
【０００８】ロータヘッド５には、１２０度間隔で３枚
のブレード４（１枚のみ図示）がブレード用軸受６を介
して取付けられ、各ブレード４の基端側にはかさ歯車で
ある副（従動）歯車１４ａが取付けられている。各副歯
車１４ａは、上記主歯車１３ａに対して直角に配置され
ている。副歯車１４ａの回動軸は、ブレード４の中心軸
上に配置され、ブレード４はブレード用軸受６の作用に
よって、ロータヘッド５に対して回動可能である。
のブレード４（１枚のみ図示）がブレード用軸受６を介
して取付けられ、各ブレード４の基端側にはかさ歯車で
ある副（従動）歯車１４ａが取付けられている。各副歯
車１４ａは、上記主歯車１３ａに対して直角に配置され
ている。副歯車１４ａの回動軸は、ブレード４の中心軸
上に配置され、ブレード４はブレード用軸受６の作用に
よって、ロータヘッド５に対して回動可能である。
【０００９】本実施形態による風車のブレードピッチ可
変機構によれば、風車の電力等を制御するため、ブレー
ド４のピッチを可変させる場合は、図示しない制御部の
指令によりサーボモータ１２を駆動させると、主歯車１
３ａが所定方向に回動する。主歯車１３ａは３枚の副歯
車１４ａと噛合しているので、同時に、同方向に、同量
のピッチだけ副歯車１４ａが回転する。これにより３枚
のブレード４は同じピッチだけ回転し、ブレードピッチ
を可変することになる。このように、主歯車１３ａを３
枚の副歯車１４ａに連動させているので、各ブレード４
を同じピッチだけ変位させることができる。また、モー
タ制御であるので、瞬時にピッチを変位させられる。
変機構によれば、風車の電力等を制御するため、ブレー
ド４のピッチを可変させる場合は、図示しない制御部の
指令によりサーボモータ１２を駆動させると、主歯車１
３ａが所定方向に回動する。主歯車１３ａは３枚の副歯
車１４ａと噛合しているので、同時に、同方向に、同量
のピッチだけ副歯車１４ａが回転する。これにより３枚
のブレード４は同じピッチだけ回転し、ブレードピッチ
を可変することになる。このように、主歯車１３ａを３
枚の副歯車１４ａに連動させているので、各ブレード４
を同じピッチだけ変位させることができる。また、モー
タ制御であるので、瞬時にピッチを変位させられる。
【００１０】次に、本発明の第２の実施形態による風車
のブレードピッチ可変機構について、図３及び図４を参
照しながら説明する。なお、従来と同じ部分については
同一の符号を付して説明する。図３は、本発明に係る風
車のブレードピッチ可変機構を風車の側面方向から見た
断面図であり、図４はそれを風車の正面方向から見た断
面図である。図に示すように、中空のロータヘッド５の
先端中心部にはピッチ制御用のサーボモータ１２が固定
され、ロータヘッド５内に向けられているモータの駆動
軸１２ａにはかさ歯車である主歯車１３ｂが取付けられ
ている。
のブレードピッチ可変機構について、図３及び図４を参
照しながら説明する。なお、従来と同じ部分については
同一の符号を付して説明する。図３は、本発明に係る風
車のブレードピッチ可変機構を風車の側面方向から見た
断面図であり、図４はそれを風車の正面方向から見た断
面図である。図に示すように、中空のロータヘッド５の
先端中心部にはピッチ制御用のサーボモータ１２が固定
され、ロータヘッド５内に向けられているモータの駆動
軸１２ａにはかさ歯車である主歯車１３ｂが取付けられ
ている。
【００１１】サーボモータ１２には歯車取付板１５ｂが
固定され、そこにかさ歯車である中間歯車１６ｂがブレ
ード４に対応させて１２０度間隔で３箇所に取付けられ
ている。各々の中間歯車１６ｂは主歯車１３ｂと同一面
上に配置されるとともに、互いに噛合している。なお、
中間歯車１６ｂについては、ロータヘッド５側に歯車取
付板を設けてもよい。ロータヘッド５には、３枚のブレ
ード４（１枚のみ図示）がブレード用軸受６を介して取
付けられ、各ブレード４の基端側にはかさ歯車である副
歯車１４ｂが取付けられている。各副歯車１４ｂは、対
となる中間歯車１６ｂに対して直角に配置されている。
副歯車１４ｂの回動軸は、ブレード４の中心軸上に配置
され、ブレード４はブレード用軸受６の作用によって、
ロータヘッド５に対して回動可能である。このように、
本実施形態では、中間歯車１６ｂを設けたので、歯車の
ギア比を代えることができる。特に、上記第１の実施形
態では主歯車１３ａの径（歯数）が大きく、サーボモー
タ１２のモータ軸の僅かな回転で、ブレード４のピッチ
角が大きく変化し、微妙な制御が困難であったが、本実
施形態では主歯車１３ｂの径を小さくしたのでブレード
ピッチをより精確に制御できる。
固定され、そこにかさ歯車である中間歯車１６ｂがブレ
ード４に対応させて１２０度間隔で３箇所に取付けられ
ている。各々の中間歯車１６ｂは主歯車１３ｂと同一面
上に配置されるとともに、互いに噛合している。なお、
中間歯車１６ｂについては、ロータヘッド５側に歯車取
付板を設けてもよい。ロータヘッド５には、３枚のブレ
ード４（１枚のみ図示）がブレード用軸受６を介して取
付けられ、各ブレード４の基端側にはかさ歯車である副
歯車１４ｂが取付けられている。各副歯車１４ｂは、対
となる中間歯車１６ｂに対して直角に配置されている。
副歯車１４ｂの回動軸は、ブレード４の中心軸上に配置
され、ブレード４はブレード用軸受６の作用によって、
ロータヘッド５に対して回動可能である。このように、
本実施形態では、中間歯車１６ｂを設けたので、歯車の
ギア比を代えることができる。特に、上記第１の実施形
態では主歯車１３ａの径（歯数）が大きく、サーボモー
タ１２のモータ軸の僅かな回転で、ブレード４のピッチ
角が大きく変化し、微妙な制御が困難であったが、本実
施形態では主歯車１３ｂの径を小さくしたのでブレード
ピッチをより精確に制御できる。
【００１２】次に、本発明の第３の実施形態による風車
のブレードピッチ可変機構について、図３及び図４を参
照しながら説明する。なお、従来と同じ部分については
同一の符号を付して説明する。図３は、本発明に係る風
車のブレードピッチ可変機構を風車の側面方向から見た
断面図であり、図４はそれを風車の正面方向から見た断
面図である。本実施形態が上記第２の実施形態と異なる
箇所は、主歯車１３ｃ、副歯車１４ｃ及び中間歯車１６
ｃのギヤー比を代えていることである。第２の実施の形
態では主歯車１３ｂの歯数＞副歯車１４ｂの歯数であっ
たが、本実施形態では主歯車の歯数１３ｃ＜副歯車の歯
数１４ｃとした。こうして、より精度のあるブレードピ
ッチ制御を行うことができる。
のブレードピッチ可変機構について、図３及び図４を参
照しながら説明する。なお、従来と同じ部分については
同一の符号を付して説明する。図３は、本発明に係る風
車のブレードピッチ可変機構を風車の側面方向から見た
断面図であり、図４はそれを風車の正面方向から見た断
面図である。本実施形態が上記第２の実施形態と異なる
箇所は、主歯車１３ｃ、副歯車１４ｃ及び中間歯車１６
ｃのギヤー比を代えていることである。第２の実施の形
態では主歯車１３ｂの歯数＞副歯車１４ｂの歯数であっ
たが、本実施形態では主歯車の歯数１３ｃ＜副歯車の歯
数１４ｃとした。こうして、より精度のあるブレードピ
ッチ制御を行うことができる。
【００１３】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。上記
各実施形態では、１つのサーボモータ１２より３つのブ
レード４のピッチを可変させるようにしたが、各々のブ
レード４にサーボモータ１２を設けてもよい。このよう
な場合は、主歯車及び副歯車を各々平歯車にしてもよい
し、ウォーム歯車やウォームホイールの組み合わせ等に
することができる。
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。上記
各実施形態では、１つのサーボモータ１２より３つのブ
レード４のピッチを可変させるようにしたが、各々のブ
レード４にサーボモータ１２を設けてもよい。このよう
な場合は、主歯車及び副歯車を各々平歯車にしてもよい
し、ウォーム歯車やウォームホイールの組み合わせ等に
することができる。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の風車のブレ
ードピッチ可変機構によれば、油圧式シリンダを使用し
ないので、油漏れの問題が解消される。１つの主歯車で
各ブレード側の副歯車を回動させるようにしているの
で、複数のブレードピッチ変位量が均一になるので、精
確な制御が可能になる。
ードピッチ可変機構によれば、油圧式シリンダを使用し
ないので、油漏れの問題が解消される。１つの主歯車で
各ブレード側の副歯車を回動させるようにしているの
で、複数のブレードピッチ変位量が均一になるので、精
確な制御が可能になる。
【図１】本発明の第１の実施形態における風車のブレー
ドピッチ可変機構のロータ部を風車の側部から見た断面
図である。
ドピッチ可変機構のロータ部を風車の側部から見た断面
図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線方向における断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態における風車のブレー
ドピッチ可変機構のロータ部を風車の側部から見た断面
図である。
ドピッチ可変機構のロータ部を風車の側部から見た断面
図である。
【図４】図３のＹ−Ｙ線方向における断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態における風車のブレー
ドピッチ可変機構のロータ部を風車の側部から見た断面
図である。
ドピッチ可変機構のロータ部を風車の側部から見た断面
図である。
【図６】図５のＺ−Ｚ線方向における断面図である。
【図７】従来の風車の部分破断断面図である。
【図８】図７の風車の油圧式シリンダを用いたブレード
ピッチ可変機構の斜視図である。
ピッチ可変機構の斜視図である。
１ 風車 ２ａ 風車の回転軸 ３ ロータ部 ４ ブレード ４ａ コネクティングパイプ ５ ロータヘッド ６ ブレード用軸受 ７ ロータヘッド用軸受 １２ サーボモータ １２ａ 駆動軸 １３ａ〜１３ｃ 主歯車 １４ａ〜１４ｃ 副歯車 １５ｂ，１５ｃ 歯車取付板 １６ｂ，１６ｃ 中間歯車
Claims (4)
- 【請求項１】 風車の回転軸の先端部にロータヘッドを
設け、複数のブレードの軸受を介在させて支持させると
ともに、上記ブレードの取付ピッチを変位させる手段を
備えた風車のブレードピッチ可変機構において、 上記変位手段が、上記ブレードの基端部に連結された副
歯車と、上記ロータヘッド側に固定されたモータと、該
モータの駆動軸に取付けられ上記副歯車を従動させる主
歯車とを備えていることを特徴とする風車のブレードピ
ッチ可変機構。 - 【請求項２】 上記主歯車及び副歯車が互いに噛合する
かさ歯車であることを特徴とする請求項１に記載の風車
のブレードピッチ可変機構。 - 【請求項３】 上記各ブレードには副歯車が設けられ、
これら副歯車が上記主歯車とそれぞれ噛合していること
を特徴とする請求項２に記載の風車のブレードピッチ可
変機構。 - 【請求項４】 上記主歯車と副歯車との間に中間歯車を
介在させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載の風車のブレードピッチ可変機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28114599A JP2001099045A (ja) | 1999-10-01 | 1999-10-01 | 風車のブレードピッチ可変機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28114599A JP2001099045A (ja) | 1999-10-01 | 1999-10-01 | 風車のブレードピッチ可変機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001099045A true JP2001099045A (ja) | 2001-04-10 |
Family
ID=17635001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28114599A Withdrawn JP2001099045A (ja) | 1999-10-01 | 1999-10-01 | 風車のブレードピッチ可変機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001099045A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109469591A (zh) * | 2017-09-07 | 2019-03-15 | 新疆金风科技股份有限公司 | 风力发电机组传动机构、传动方法及风力发电机组 |
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-
1999
- 1999-10-01 JP JP28114599A patent/JP2001099045A/ja not_active Withdrawn
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