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
- rotor head
- pitch
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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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EP1995453A1 (en) * | 2007-05-25 | 2008-11-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for the adjustment of the pitch of a rotor blade of a wind turbine |
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KR101192144B1 (ko) * | 2007-05-09 | 2012-10-17 | 에스에스비 윈드 시스템즈 게엠베하 운트 코 카게 | 전기 드라이브 |
JP2013545017A (ja) * | 2010-11-04 | 2013-12-19 | ヴォッベン プロパティーズ ゲーエムベーハー | 風力発電装置 |
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 |
CN109469582A (zh) * | 2017-09-07 | 2019-03-15 | 新疆金风科技股份有限公司 | 风力发电机组变桨驱动机构、变桨方法及风力发电机组 |
US10598159B2 (en) | 2016-05-06 | 2020-03-24 | General Electric Company | Wind turbine bearings |
CN111594380A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-08-28 | 贵州电网有限责任公司 | 一种可变桨小型风力发电机机头 |
CN116950847A (zh) * | 2023-09-19 | 2023-10-27 | 华能山西综合能源有限责任公司 | 一种多桨叶风力发电机 |
-
1999
- 1999-10-01 JP JP28114599A patent/JP2001099045A/ja not_active Withdrawn
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