JP2508099B2 - 風力発電装置 - Google Patents
風力発電装置Info
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- JP2508099B2 JP2508099B2 JP62153363A JP15336387A JP2508099B2 JP 2508099 B2 JP2508099 B2 JP 2508099B2 JP 62153363 A JP62153363 A JP 62153363A JP 15336387 A JP15336387 A JP 15336387A JP 2508099 B2 JP2508099 B2 JP 2508099B2
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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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- Wind Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は風力発電装置に係り、特に強い風圧差を避け
るべくティータピンを支点に傾動自在に設けられたブレ
ードが風圧差により傾動するときに、その動きに連動し
て上下に位置されたそれぞれのブレードのピッチ角も変
えて更に風圧荷重をバランスさせるようにした風力発電
装置に関する。
るべくティータピンを支点に傾動自在に設けられたブレ
ードが風圧差により傾動するときに、その動きに連動し
て上下に位置されたそれぞれのブレードのピッチ角も変
えて更に風圧荷重をバランスさせるようにした風力発電
装置に関する。
[従来の技術] 一般に風力発電装置は第4図に示す如く、タワーaの
上端部に発電機bを収容したナセルcを水平に回動自在
に支持し、発電機bを駆動する回転軸dの一端をナセル
cの一端から延出させて、これに羽根車eのブレードf
を取付けた構造になっている。特に、ブレードには風速
の変化に拘わらず回転数を一定に保つことができるよう
に可変ピッチ機構が採用されている。また、強い風圧を
受けた場合にはタワーaのある下方よりも上方に位置し
たブレードfの方が大きい風圧を受けるので、回転軸d
にティータピンgを介してブレードfを傾動自在に取付
け、風圧によりイの位置から口の位置にブレードfを傾
斜させて強い風圧荷重をバランスするようにしたブレー
ド傾斜機構が取り入れられている。
上端部に発電機bを収容したナセルcを水平に回動自在
に支持し、発電機bを駆動する回転軸dの一端をナセル
cの一端から延出させて、これに羽根車eのブレードf
を取付けた構造になっている。特に、ブレードには風速
の変化に拘わらず回転数を一定に保つことができるよう
に可変ピッチ機構が採用されている。また、強い風圧を
受けた場合にはタワーaのある下方よりも上方に位置し
たブレードfの方が大きい風圧を受けるので、回転軸d
にティータピンgを介してブレードfを傾動自在に取付
け、風圧によりイの位置から口の位置にブレードfを傾
斜させて強い風圧荷重をバランスするようにしたブレー
ド傾斜機構が取り入れられている。
またブレードfのピッチ角を変えるために、回転軸d
の先端部にはブレードfの基部に連結されたシリンダh
を有するピッチ角操作部iが取付けられていた。
の先端部にはブレードfの基部に連結されたシリンダh
を有するピッチ角操作部iが取付けられていた。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記風力発電装置にあっては、ピッチ
角操作部iが回転軸dの先端部にあるため、回転軸dの
先端部が重くなり、回転軸d及びその軸受の構造を強度
の高いものとしなければならず、大型重量化及びコスト
アップを招いていた。また、風圧差によりブレードfが
傾斜した場合、大きい風圧を受ける上方のブレードfは
ピッチ角を大きくして風圧を逃がすようにし、小さい風
圧を受ける下方のブレードfはピッチ角を小さくして風
圧荷重を積極的にバランスさせる方がよく、このため例
えば第5図に示す如くティータピンgを回転軸dの軸方
向及びブレードfの長手方向に対して斜めに取付けた装
置もあるが、これは保守点検が難しいという問題があっ
た。
角操作部iが回転軸dの先端部にあるため、回転軸dの
先端部が重くなり、回転軸d及びその軸受の構造を強度
の高いものとしなければならず、大型重量化及びコスト
アップを招いていた。また、風圧差によりブレードfが
傾斜した場合、大きい風圧を受ける上方のブレードfは
ピッチ角を大きくして風圧を逃がすようにし、小さい風
圧を受ける下方のブレードfはピッチ角を小さくして風
圧荷重を積極的にバランスさせる方がよく、このため例
えば第5図に示す如くティータピンgを回転軸dの軸方
向及びブレードfの長手方向に対して斜めに取付けた装
置もあるが、これは保守点検が難しいという問題があっ
た。
そこで、本発明は上記従来技術の問題点を解決すべく
なされたもので、その目的はピッチ角操作部が固定側に
あるため保守点検が容易であり、構造が簡単で製作が容
易にできる風力発電装置を提供することである。
なされたもので、その目的はピッチ角操作部が固定側に
あるため保守点検が容易であり、構造が簡単で製作が容
易にできる風力発電装置を提供することである。
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するために本発明は、タワーの上端部
に水平に回動自在に支持され、発電機を収容したナセル
と、上記発電機に連結され、上記ナセルの一端から延出
された回転軸と、一対の可変ピッチブレードを有し、上
記回転軸に、その軸方向に直角で、かつ上記ブレードの
長手方向に直角に挿通されたティータピンを介して傾動
自在に支持されたブレード取付ハブと、上記回転軸に移
動自在に挿通され、上記ブレードの基部に一定長さのリ
ンクを介して連結された操作ロッドと、上記ナセル内に
て上記操作ロッドを移動し、上記ブレードを上記ブレー
ド取付ハブに対し相対回転させて上記ブレードのピッチ
角を所定位置に調節すると共に、その調節位置にて上記
操作ロッドを固定して、上記ブレード取付ハブの上記回
転軸回りの回転及び上記ティータピン回りの風圧差に基
づく傾斜により上方に位置されたブレードのピッチ角を
調節位置から大きくし、かつ下方に位置されたブレード
のピッチ角を調節位置から小さくするピッチ角操作部と
を備えたものである。
に水平に回動自在に支持され、発電機を収容したナセル
と、上記発電機に連結され、上記ナセルの一端から延出
された回転軸と、一対の可変ピッチブレードを有し、上
記回転軸に、その軸方向に直角で、かつ上記ブレードの
長手方向に直角に挿通されたティータピンを介して傾動
自在に支持されたブレード取付ハブと、上記回転軸に移
動自在に挿通され、上記ブレードの基部に一定長さのリ
ンクを介して連結された操作ロッドと、上記ナセル内に
て上記操作ロッドを移動し、上記ブレードを上記ブレー
ド取付ハブに対し相対回転させて上記ブレードのピッチ
角を所定位置に調節すると共に、その調節位置にて上記
操作ロッドを固定して、上記ブレード取付ハブの上記回
転軸回りの回転及び上記ティータピン回りの風圧差に基
づく傾斜により上方に位置されたブレードのピッチ角を
調節位置から大きくし、かつ下方に位置されたブレード
のピッチ角を調節位置から小さくするピッチ角操作部と
を備えたものである。
[作用] ブレードのピッチ角は固定側であるナセル内に設けら
れたピッチ角操作部により、回転軸内に挿通された操作
ロッドを介して所定位置に調節される。また調節後、操
作ロッドはその位置に固定される。ブレードが大きな風
圧差を受けた場合、その風圧差によりブレード取付ハブ
がティータピンを支点に傾斜する。ハブが傾斜すると
き、ブレードは操作ロッドにより拘束されているため、
ブレードのピッチ角が調節位置からさらに自動的に変え
られることになる。即ち、そのハブの回転と傾斜とによ
り、上方に位置されたブレードのピッチ角は調節位置か
ら大きくされ、下方に位置されたブレードのピッチ角は
調節位置から小さくされる。これにより、ハブとブレー
ドとからなる羽根車は変動荷重を受けることなく、一定
回転に制御される。
れたピッチ角操作部により、回転軸内に挿通された操作
ロッドを介して所定位置に調節される。また調節後、操
作ロッドはその位置に固定される。ブレードが大きな風
圧差を受けた場合、その風圧差によりブレード取付ハブ
がティータピンを支点に傾斜する。ハブが傾斜すると
き、ブレードは操作ロッドにより拘束されているため、
ブレードのピッチ角が調節位置からさらに自動的に変え
られることになる。即ち、そのハブの回転と傾斜とによ
り、上方に位置されたブレードのピッチ角は調節位置か
ら大きくされ、下方に位置されたブレードのピッチ角は
調節位置から小さくされる。これにより、ハブとブレー
ドとからなる羽根車は変動荷重を受けることなく、一定
回転に制御される。
[実施例] 以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述す
る。
る。
添付図面はダウンウインドを示しているがアップウイ
ンドについても適用できる。
ンドについても適用できる。
第1図に示す如く、垂直に起立したタワー1の上端部
には風力発電装置の本体ケーシングを形成するナセル2
が水平に回動自在に支持され、このナセル2内には上記
タワー1の長手方向と直交するように回転軸3がその一
端をナセル2の一端から延出した状態で軸受4を介して
回転自在に取付けられている。ナセル2内において上記
回転軸3には増速装置5を介して発電機6が連結されて
いる。
には風力発電装置の本体ケーシングを形成するナセル2
が水平に回動自在に支持され、このナセル2内には上記
タワー1の長手方向と直交するように回転軸3がその一
端をナセル2の一端から延出した状態で軸受4を介して
回転自在に取付けられている。ナセル2内において上記
回転軸3には増速装置5を介して発電機6が連結されて
いる。
ナセル2の一端から延出された回転軸3の一端には第
2図に示す如くU字状のヨーク7が一体的に取付けら
れ、このヨーク7には回転軸3の軸方向と直角にティー
タピン8が掛け渡され、このティータピン8の両端部に
はヨーク7を囲繞するごとき矩形筒状のハブ9がティー
タピン8を支点として所定の範囲で回動自在に取付けら
れている。このハブ9の両側面部には上記ティータピン
8と直角に交わる軸線上をその軸回りに回動する一対の
ブレード10、11が軸受12を介してそれぞれ回動自在に取
付けられ、またヨーク7の基端部とハブ9の前端部との
間にはティータピン8を支点に回動するハブ9の衝撃力
を吸収するためのダンパ13が介設されている。
2図に示す如くU字状のヨーク7が一体的に取付けら
れ、このヨーク7には回転軸3の軸方向と直角にティー
タピン8が掛け渡され、このティータピン8の両端部に
はヨーク7を囲繞するごとき矩形筒状のハブ9がティー
タピン8を支点として所定の範囲で回動自在に取付けら
れている。このハブ9の両側面部には上記ティータピン
8と直角に交わる軸線上をその軸回りに回動する一対の
ブレード10、11が軸受12を介してそれぞれ回動自在に取
付けられ、またヨーク7の基端部とハブ9の前端部との
間にはティータピン8を支点に回動するハブ9の衝撃力
を吸収するためのダンパ13が介設されている。
上記ブレード10,11のピッチ角を変えるために、回転
軸3の軸心部に形成された軸孔14には操作ロッド15が軸
方向に摺動自在に嵌挿され、ナセル2内において回転軸
3の前端部より延出された上記操作ロッド15の前端部に
はピッチ角操作部16が連結されている。操作ロッド15の
先端部にはアーム17がT字状に取付けられ、このアーム
17の両端部に突設された突軸18と上記ブレード10,11の
基端部にハブ9内に臨んで突設されたクランク軸19とは
それぞれ一定長さのリンク20で連結されている。これに
より、操作ロッド15を前進させると、両ブレード10,11
がハブ9に対し相対回転してそれらブレード10,11のピ
ッチ角が大きくなり、操作ロッド15を後退させると、両
ブレード10,11のピッチ角が小さくなるようになってい
る。こうして両ブレード10,11のピッチ角が所定位置に
調節された後は、ピッチ角操作部16により操作ロッド15
の位置が固定される。また前方から受ける風圧により上
方に位置されたブレード10が後方に、下方に位置された
ブレード11が前方になるようにハブ9がティータピン8
を支点に傾斜したときには、固定されている操作ロッド
15とブレード10,11のクランク軸19との距離が等長に保
持されるから、そのハブ9の傾斜と、回転軸3回りの回
転とにより、上方に位置されたブレード10のピッチ角が
調節位置から自動的に大きくなり、下方に位置されたブ
レード11のピッチ角が調節位置から自動的に小さくなる
ようになっている。ここでブレード10,11はハブ9の回
転により上下が交互に入れ替わるから、この入れ替わり
に応じてピッチ角も調節位置を境に増減側へ交互に且つ
常時変化することになる。
軸3の軸心部に形成された軸孔14には操作ロッド15が軸
方向に摺動自在に嵌挿され、ナセル2内において回転軸
3の前端部より延出された上記操作ロッド15の前端部に
はピッチ角操作部16が連結されている。操作ロッド15の
先端部にはアーム17がT字状に取付けられ、このアーム
17の両端部に突設された突軸18と上記ブレード10,11の
基端部にハブ9内に臨んで突設されたクランク軸19とは
それぞれ一定長さのリンク20で連結されている。これに
より、操作ロッド15を前進させると、両ブレード10,11
がハブ9に対し相対回転してそれらブレード10,11のピ
ッチ角が大きくなり、操作ロッド15を後退させると、両
ブレード10,11のピッチ角が小さくなるようになってい
る。こうして両ブレード10,11のピッチ角が所定位置に
調節された後は、ピッチ角操作部16により操作ロッド15
の位置が固定される。また前方から受ける風圧により上
方に位置されたブレード10が後方に、下方に位置された
ブレード11が前方になるようにハブ9がティータピン8
を支点に傾斜したときには、固定されている操作ロッド
15とブレード10,11のクランク軸19との距離が等長に保
持されるから、そのハブ9の傾斜と、回転軸3回りの回
転とにより、上方に位置されたブレード10のピッチ角が
調節位置から自動的に大きくなり、下方に位置されたブ
レード11のピッチ角が調節位置から自動的に小さくなる
ようになっている。ここでブレード10,11はハブ9の回
転により上下が交互に入れ替わるから、この入れ替わり
に応じてピッチ角も調節位置を境に増減側へ交互に且つ
常時変化することになる。
なお、ナセル2はタワー1上でハブ9とブレード10,1
1からなる羽根車21に対し風土に位置されるようになっ
ている。
1からなる羽根車21に対し風土に位置されるようになっ
ている。
以上の構成において、風速が変化した場合、例えば風
速が増大した場合にはピッチ角操作部16により操作ロッ
ド15を前進させて両ブレード10,11のピッチ角を大きく
し余剰の風力を逃がすようにして発電機6の回転数が一
定に制御される。
速が増大した場合にはピッチ角操作部16により操作ロッ
ド15を前進させて両ブレード10,11のピッチ角を大きく
し余剰の風力を逃がすようにして発電機6の回転数が一
定に制御される。
一方、前方にタワー1のある下方に位置されたブレー
ド11よりも前方に何もない上方に位置されたブレード10
の方が大きい風圧を受けることにより、羽根車21がティ
ータピン8を中心に傾斜する。このとき、操作ロッド15
が固定状態にあることから、前述したように、上方に位
置されたブレード10のピッチ角は調節位置から自動的に
大きくなり、下方に位置されたブレード11のそれは調節
位置から自動的に小さくなる。これにより、上方に位置
されたブレード10に作用していた大きい風圧が逃がされ
ると共に、下方に位置されたブレード11には大きな風圧
がかかるようになるため、羽根車21はバランスされ、ハ
ブにかかる曲げモーメントが減少されることになる。
ド11よりも前方に何もない上方に位置されたブレード10
の方が大きい風圧を受けることにより、羽根車21がティ
ータピン8を中心に傾斜する。このとき、操作ロッド15
が固定状態にあることから、前述したように、上方に位
置されたブレード10のピッチ角は調節位置から自動的に
大きくなり、下方に位置されたブレード11のそれは調節
位置から自動的に小さくなる。これにより、上方に位置
されたブレード10に作用していた大きい風圧が逃がされ
ると共に、下方に位置されたブレード11には大きな風圧
がかかるようになるため、羽根車21はバランスされ、ハ
ブにかかる曲げモーメントが減少されることになる。
また、ピッチ角操作部16を回転軸3に取付けたり、テ
ィータピン8を斜めに取付けたものではないので、ハブ
9の構造が簡素化され、製作が容易にできるようにな
り、更に、ピッチ角操作部16が固定側にあるため、保守
点検が容易である。
ィータピン8を斜めに取付けたものではないので、ハブ
9の構造が簡素化され、製作が容易にできるようにな
り、更に、ピッチ角操作部16が固定側にあるため、保守
点検が容易である。
[発明の効果] 以上要するに本発明によれば、次のごとき優れた効果
を発揮する。
を発揮する。
回転軸に通した操作ロッドを介してブレードピッチ
角を固定側であるナセル内から操作する構成としたの
で、寒冷地での使用に適する。
角を固定側であるナセル内から操作する構成としたの
で、寒冷地での使用に適する。
回転軸の前端部からピッチ角操作部を取除いたの
で、回転軸前端部の構造を簡素化でき、製作及び保守点
検の容易化、小型軽量化及びコストダウンが図れる。
で、回転軸前端部の構造を簡素化でき、製作及び保守点
検の容易化、小型軽量化及びコストダウンが図れる。
ブレードのピッチ角をハブの回転及び傾斜に合わせ
てその調節位置からさらに自動調節でき、大きな風圧差
が生じた際でも羽根車を最適にバランスさせることがで
きる。
てその調節位置からさらに自動調節でき、大きな風圧差
が生じた際でも羽根車を最適にバランスさせることがで
きる。
第1図は本発明の一実施例を示す風力発電装置の側断面
図、第2図は第1図A−A矢視断面図、第3図は第1図
B−B矢視正面図、第4図は従来の風力発電装置の一例
を示す部分的断面斜視図、第5図は他の従来例を示す斜
視図である。 図中、1はタワー、2はナセル、3は回転軸、6は発電
機、8はティータピン、9はハブ、10,11はブレード、1
5は操作ロッド、16はピッチ角操作部、20はリンクであ
る。
図、第2図は第1図A−A矢視断面図、第3図は第1図
B−B矢視正面図、第4図は従来の風力発電装置の一例
を示す部分的断面斜視図、第5図は他の従来例を示す斜
視図である。 図中、1はタワー、2はナセル、3は回転軸、6は発電
機、8はティータピン、9はハブ、10,11はブレード、1
5は操作ロッド、16はピッチ角操作部、20はリンクであ
る。
Claims (1)
- 【請求項1】タワーの上端部に水平に回動自在に支持さ
れ、発電機を収容したナセルと、上記発電機に連結さ
れ、上記ナセルの一端から延出された回転軸と、一対の
可変ピッチブレードを有し、上記回転軸に、その軸方向
に直角で、かつ上記ブレードの長手方向に直角に挿通さ
れたティータピンを介して傾動自在に支持されたブレー
ド取付ハブと、上記回転軸に移動自在に挿通され、上記
ブレードの基部に一定長さのリンクを介して連結された
操作ロッドと、上記ナセル内にて上記操作ロッドを移動
し、上記ブレードを上記ブレード取付ハブに対し相対回
転させて上記ブレードにピッチ角を所定位置に調節する
と共に、その調節位置にて上記操作ロッドを固定して、
上記ブレード取付ハブの上記回転軸回りの回転及び上記
ティータピン回りの風圧差に基づく傾斜により上方に位
置されたブレードのピッチ角を調節位置から大きくし、
かつ下方に位置されたブレードのピッチ角を調節位置か
ら小さくするピッチ角操作部とを備えたことを特徴とす
る風力発電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62153363A JP2508099B2 (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 風力発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62153363A JP2508099B2 (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 風力発電装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01366A JPH01366A (ja) | 1989-01-05 |
JPS64366A JPS64366A (en) | 1989-01-05 |
JP2508099B2 true JP2508099B2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=15560816
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62153363A Expired - Fee Related JP2508099B2 (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 風力発電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2508099B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101263935B1 (ko) | 2011-09-02 | 2013-05-13 | 포항공과대학교 산학협력단 | 터빈 블레이드 및 이를 구비한 풍력 발전기 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2607628C (en) * | 2005-07-12 | 2010-10-19 | Hamilton Sundstrand | Wind-turbine with load-carrying skin |
US7528497B2 (en) | 2006-07-11 | 2009-05-05 | Hamilton Sundstrand Corporation | Wind-turbine with load-carrying skin |
JP5022103B2 (ja) * | 2007-05-25 | 2012-09-12 | 三菱重工業株式会社 | 風力発電装置 |
JP5097729B2 (ja) * | 2009-02-24 | 2012-12-12 | 株式会社日立製作所 | 水平軸風車 |
JP5097730B2 (ja) * | 2009-02-25 | 2012-12-12 | 株式会社日立製作所 | 水平軸風車 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60150481A (ja) * | 1984-01-19 | 1985-08-08 | Natl Aerospace Lab | 可変ピツチ風車の油圧式過回転防止装置 |
JPH06100181B2 (ja) * | 1985-02-20 | 1994-12-12 | ヤマハ発動機株式会社 | プロペラ型風車の調速装置 |
-
1987
- 1987-06-22 JP JP62153363A patent/JP2508099B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101263935B1 (ko) | 2011-09-02 | 2013-05-13 | 포항공과대학교 산학협력단 | 터빈 블레이드 및 이를 구비한 풍력 발전기 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS64366A (en) | 1989-01-05 |
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